(495) 984-74-92
(495) 226-51-87
info@xiron.ru
Главная
Техническая информация
Промышленный холод
Экспериментальное исследование коррозии микроканальных теплообменников в прибрежной среде

Экспериментальное исследование коррозии микроканальных теплообменников в прибрежной среде

Паяные алюминиевые микроканальные конденсаторы при компактных размерах обладают превосходной эффективностью теплопередачи и мощностью по сравнению с обычными трубчатыми теплообменниками. Другим важным фактором роста популярности микроканальных теплообменников является высокая коррозионная стойкость алюминия, которая, однако, достигается за счет тщательного подбора алюминиевых сплавов, обработки поверхности и других защитных мер.

Алюминиевые теплообменники, как правило, практически не нуждаются в защите в нормальных условиях. Потребность в них зависит от условий окружающей среды, особенно в промышленных/городских и/или прибрежных районах, а также от используемых сплавов.

Наиболее известные проблемы коррозии связаны с использованием алюминия в прибрежных районах и морской среде. Эти среды могут быть очень агрессивными по отношению к большинству материалов, включая алюминий. Агрессивность морской атмосферы усугубляется влагой и морскими брызгами, состоящими из мелких капель морской воды, и общий эффект зависит от направления и силы преобладающих ветров и уменьшается на расстояниях в километры и даже десятки километров внутри страны.

Чистый алюминий (серия 1xxx) обладает лучшей коррозионной стойкостью. Производительность резко падает с введением примесей, особенно меди и железа, но увеличивается с введением цинка или магния. С термодинамической точки зрения алюминий активен, но в кислородсодержащей среде он образует плотный, плотно прилегающий оксидный слой, который является инертным и предотвращает коррозию.

  • Оксидная пленка обычно стабильна в диапазоне рН от 4,5 до 8,5 и даже за пределами этого диапазона, но растворяется в большинстве сильных кислот и щелочей, теряя таким образом антикоррозионные свойства, которые приводят к коррозийному повреждению теплообменников.

Долгосрочные испытания были проведены в Дании и Франции с использованием блоков HVAC, оснащенных непокрытыми и покрытыми змеевиками микроканального конденсатора, изготовленными из различных составов сплавов и с различной обработкой поверхности. Значения pH поверхностной морской воды составляли около 8,1 для западного побережья Дании и около 8,2 для западного побережья Франции. Было обнаружено, что физико-химическая стабильность оксидной пленки является ключом к устойчивости алюминия к коррозии и сильно зависит от значений pH. По сути, скорость растворения пленки высока в кислотных или щелочных средах, но очень стабильна в морской воде, рН которой составляет от 8,0 до 8,5.

Результаты полевых испытаний на коррозию показали, что устойчивость алюминия к коррозии одинакова независимо от того, какой прибрежный участок был выбран для испытаний. Ни уровень солености (Северное море, Дания, с хлоридами 16-17 г / л против примерно 35 г / л для Бискайского залива, Франция), ни ежегодное изменение температуры не влияют на скорость коррозии. Однако коррозионное поведение алюминия может измениться из-за присутствия загрязняющих веществ, которые изменяют коррозионную активность морской воды, особенно в прибрежных промышленных и городских зонах.

Вопреки распространенному мнению, значение pH не является единственным критерием для прогнозирования поведения алюминия в морской среде. Природа кислот или щелочей также играет важную роль. Например, водородные кислоты очень агрессивны по отношению к алюминию, в то время как органические кислоты обладают только умеренным действием, а азотные кислоты вообще не влияют на алюминий. То же самое относится и к щелочам. Кроме того, большинство агрессивных атмосферных сред, промышленных и городских, содержат оксиды серы, которые являются побочными продуктами сгорания нефти, бензина или угля и которые преобразуются в серную кислоту во влажных условиях и поглощаются в процессе коррозии цветных металлов. металлы, в том числе алюминий.

Было установлено, что стабильность оксидной пленки также сильно зависит от состава сплава. Некоторые легирующие элементы, такие как магний, усиливают защитные свойства оксидной пленки, в то время как другие имеют ограниченный эффект или не оказывают никакого влияния. Поскольку многие системы являются биметаллическими, часто включают медные трубопроводы с соединениями алюминия с медью, гальваническая коррозия может происходить в присутствии электролита, когда область контакта между разнородными металлами влажная, и чем более проводящая среда, тем сильнее биметаллическая коррозия. Одним из способов избежать биметаллической коррозии является изоляция металлов друг от друга с помощью высокоомной стойкой изоляции, такой как неопрен.

Биметаллическая коррозия происходит только тогда, когда металлы в контакте имеют разность потенциалов не менее 100 мВ. Потенциалы растворения для различных алюминиевых сплавов очень близки, что позволяет использовать комбинацию сплавов в одном сердечнике теплообменника. Это не относится к меди и латуни, поскольку разность потенциалов между ними и алюминием составляет не менее 350 мВ, а еще больше между нержавеющей сталью или углеродистой сталью и алюминием.

Коррозия под напряжением может происходить на алюминиевых сплавах (особенно для высокомарганцевых сплавов серии 7ххх) из-за сочетания коррозии и статической механической нагрузки; Поэтому особое внимание должно быть уделено устранению вибраций.

  • Всесторонняя защита от коррозии для микроканальных теплообменников может быть достигнута путем использования специальных покрытий, эпоксидного электрофоретического покрытия или конверсионного покрытия трехвалентного хрома (TCP). Эти покрытия пассивируют алюминиевые сплавы в качестве ингибиторов коррозии.

Основываясь на обширном опыте Kaltra и испытаниях на коррозионное поведение алюминия в морской атмосфере, можно утверждать, что срок службы алюминия в водной среде исключительно длительный. Тем не менее, следует проявлять крайнюю осторожность к следующему:

  • Соответствующее антикоррозийное покрытие должно использоваться для микроканальных теплообменников, работающих в прибрежной атмосфере.
  • Выбор сплава имеет решающее значение для коррозионной стойкости микроканальных теплообменников.
  • Для многопортовых трубок теплообменника необходимо использовать специальные покрытия, например, цинковое дуговое напыление.
  • Надежная изоляция разнородных металлов друг от друга должна быть предусмотрена для медных или стальных соединений теплообменника.
 

"Добавить комментарий"

<< Защита от коррозии для микроканальных теплообменников   Основные правила выбора испарителя >>

 

Menu
.