制冷机组具有的腐蚀现象

在制冷设备中,换热器经常与各种腐蚀介质接触,同时又经常在高温、高压、高流速的情况下运行所以腐蚀尤为严重。虽然更换一根因腐蚀而报废换热器管的价格不会太高,但因腐蚀故障而引起制冷系统停止供冷而造成的间接损失则是十分严重的。因此,为了保证正常生产,延长设备的使用寿命,节约能源,提高企业的经济效益,减少污染给人民身体带来的危害,应将腐蚀问题提到重要的地位上加以对待。

一、金属腐蚀的本质

在自然界中大多数金属常以矿石的形式,即金属化合物的形式存在,而腐蚀则是一种金属回复到自然状态的过程。例如,铁在自然界中大多为赤铁矿(主要成分为Fe2O3),而铁的腐蚀产物铁锈主要成分也是Fe2O3,可见,铁的腐蚀过程正是回复到它的自然状态矿石的过程。因此,金属腐蚀的本质就是在一定的环境中金属经过反应回复到化合物状态的过程。

二、金属腐蚀的类型

金属腐蚀的现象与机理较复杂,涉及的范围又十分广泛。按反应机理,金属腐蚀可分化学腐蚀和电化学腐蚀。而金属表面与电解质溶液因发生电化学作用而产生的电化学腐蚀是最普遍、最常见的腐蚀。电化学腐蚀通常又以应力腐蚀破裂、点蚀(小孔腐蚀)、缝隙腐蚀等局部腐蚀的形式出现。

三、制冷机组换热器腐蚀的常见现象

制冷机组换热器管产生腐蚀的原因与水质不纯、大气对水的污染、管内壁面状况以及水流速大小等因素均有着密切关系。由于管内壁结垢附着物(氧化铁、钙盐沉积物、污泥物等)的存在,经常出现管内壁的局部侵蚀和点蚀。

1、水侧管内壁的局部侵蚀

当含有污物、空气(大气中溶入了SO2)、亚硫酸气的冷水(或冷却水)急速流过金属管内时,会冲破管内表面上的一层耐腐蚀保护膜。在管保护膜剥离的表面,由于金属离子浓度差,形成阳极(金属离子少的部位)和阴极(金属离子多的部位)的电化学腐蚀,产生此种腐蚀的管内表面上会呈现鱼鳞坑凹状并带有细小斑点。

2、水侧管内壁的点蚀和孔蚀

换热器管水侧的腐蚀多是在水垢或其他附着物不均匀覆盖的情况下产生的。对铜及其合金,当管内壁表面附有多孔性的污泥、泥砂时,会造成氧浓度差电池的另一种电化学腐蚀。例如,当冷水或冷却水中含有0. 1mg/L的铜离子时,就会产生小电池,使铜离子镀在铁上并产生点蚀和孔蚀现象,即镀铜现象[2]。

3、水室侧管板表面的腐蚀

换热器位于水室侧管板表面,特别是管四周表面也会产生电化学腐蚀,这种腐蚀痕迹呈斑块状。

4、换热器管应力腐蚀破裂

黄铜换热器处于某些环境中(如在水,水蒸汽、大气中),在应力状态下可能产生应力腐蚀破裂。应注意的是制冷剂氨是使铜合金(黄铜和青铜)破裂的腐蚀剂。对黄铜来说,其耐破裂性能随铜含量的增加而增强。