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水箱内胆加工工艺知多少
2015-03-20 17:52:45
来源:原创
点击数: 666          作者:诚加宝
  • 水箱“内胆”是热水器的心脏,其特性影响着产品整体寿命。储水式电热水器、太阳能热水器、空气能热水器都需要配备一个水箱。那么水箱内胆是影响热水器使用的重要零部件。目前水箱内胆材质一般有不锈钢内胆、水晶内胆和搪瓷内胆。由于不锈钢内胆技术容易实现,生产设备、研发成本较低,市场上90%以上产品采用的是不锈钢内胆。一部分厂家产品采用 的是水晶内胆,少数厂家采用搪瓷内胆。目前部分地区出现不锈钢内胆漏水的现象,引发行业人士对不锈钢内胆水箱的讨论。究竟不锈钢为什么会出现漏水现象,是产品问题还是水质问题,如果是产品问题,厂家该如何保证水箱的产品质量,如果是水质问题,厂家又有什么办法减少水质对水箱的影响呢?而部分厂家开始尝试性地推出搪瓷内胆水箱,提高水箱内胆的耐腐蚀性,以延长空气能热水器的使用寿命。但是搪瓷内胆繁琐的生产工艺是否能适应空气能市场,而过高的生产成本是否成为造价过高的空气能的拦路虎?本文重点介绍空气能市场上不锈钢内胆和搪瓷箱内胆的加工工艺和特性,抛砖引玉,以望引起行业人士对不同材质的水箱内胆进行有益的技术探讨。

    关键词:水箱、内胆、工艺、不锈钢、搪瓷、空气能

     

    不锈钢内胆的工艺

     

    不锈钢内胆的优点是内胆材质好、强度高;耐高温、抗腐蚀;性能稳定,不易生锈,但很难焊接,最大隐患是焊缝。在工艺流程中易产生虚焊现象,且不易被发现,时间稍长焊缝间就易生锈漏水,且虚焊部分出厂前无法检验。有些厂家为了降低生产成本,使用的不锈钢也很薄,使内胆承受压力下降,影响了使用寿命。晶硅内胆是在不锈钢内胆的基础上加以改进,在钢板基础上采用最新工艺,将硅化物经900℃高温烘烤使之附着在内胆内外壁上,可以使水与内胆隔离,避免水和钢板直接接触,具有不生锈、强度高的优点。不锈钢品种很多,对不锈钢牌号的选择要综合考虑强度、塑性、焊接性、经济性特别是在含氯离子水中的抗腐蚀性。广泛用于化工、食品工业、厨房设备的304不锈钢属奥氏体不锈钢,强度、塑性优良,焊接性好。目前在空气能水箱内胆大多用304不锈钢制作。厂家批量采购不锈钢材质后根据不同容量进行裁剪,然后将钢板冲压成型后再焊接,由于圆桶顶部和底部都是镂空,所以,必须在圆桶的顶部和底部焊接圆形盖顶。那么不锈钢内胆共有两条弧形焊缝和一条直线焊缝。

     

    焊接区易腐蚀

     

    304不锈钢在氧化性酸介质中耐腐蚀能力强,但在含氯离子水中容易产生点腐蚀及应力腐蚀。钢中含铬量≥12%时,由于氧化性活泼的铬在钢的表面迅速与氧形成致密、坚固的富氧钝化膜(Cr2O3),有效地隔离了氧的进一步侵入。因而在空气中或氧化性酸(如硝酸)中,这一类钢抗均匀腐蚀性能好,不生锈,故称之为不锈钢。但在水中,尤其在含Cl-浓度较高的的水中,由于Cl-离子可在某些局部部位对Cr2O3钝化膜起破坏作用,导致发生局部腐蚀。与均匀腐蚀(化学腐蚀)相比,局部腐蚀(电化学腐蚀)速度要快的多,危险性也大的多,往往导致泄漏失效。

     

    而在含Cl-的水介质之中,不锈钢最易发生腐蚀的薄弱环节是焊接区,由于该区经受过高温加热,组织及性能有劣化,抗腐蚀性能也降低。因而水箱的使用寿命主要取决于水箱薄弱环节处(焊接区)是否发生晶界腐蚀、应力腐蚀及点(缝隙)腐蚀一类局部腐蚀。试验研究表明,当水中含Cl-离子的浓度较高时,缝隙(点)腐蚀是水箱中最常发生的腐蚀形式。304不锈钢对卤族元素阴离子特别是对Cl-离子敏感,水中Cl-浓度越大,点蚀临界电位越低,越易于发生点腐蚀。而缝隙腐蚀的临界电位比点蚀更低,当有窄缝存在时缝隙腐蚀更易于发生,腐蚀速度更快。不锈钢内胆生产过程中的天然生产缺陷是造成不锈钢内胆漏水的重要原因。

     

    因而有效地防止点(缝隙)腐蚀是提高水箱使用寿命的关键。

     

    生产加工环节减少腐蚀基因

     

    虽然说不锈钢内胆有天然的缺陷,但我们厂家在生产过程中在焊接加工、试压检漏、发泡组装等工序多加注意,尽量减少因为生产而形成的错漏。

     

     

    1.下料、冲压翻边环节

     

    通常情况下,采购的SUS304不锈钢材料为卷料,需要开屏裁切,然后转序冲孔、翻边、卷圆等环节。作为内胆材料加工转序,一般生产厂家不太关注SUS304不锈钢表面防护,容易生产不良划伤、刮伤、皱褶等表观缺陷,导致不锈钢表面Cr2O3钝化膜损伤或局部较弱,最终造成容易发生局部腐蚀。因此,在内胆不锈钢材料开屏裁切、冲孔、翻边、卷圆过程中应文明生产,如同外壳生产一样,加强表面防护措施。 不锈钢内胆材料在冲孔、翻边及内封头成型过程中,通常要使用冲压机油。一般情况下,冲压油中都含有一定量的氯离子,而氯离子对不锈钢具有较强的腐蚀作用。因此,应选择正规的供货厂家提供的冲压机油(要求氯离子、硫离子含量尽可能低的冲压机油),并对冲压机油的成份进行必要检测控制。同时应对加工过程中残留在不锈钢表面的油污进行必要清洗、干燥,避免残留物对内胆造成局部腐蚀。

     

    2.焊接、试压检漏环节

     

    内胆焊接是生产中的一个特殊重要工序,焊接质量好坏对内胆耐腐蚀起决定性作用。焊接质量因设备差异与焊接工艺方法、焊接人员操作技能水平等存在较大差异。焊接常见缺陷为:焊缝氧化腐蚀、焊迹不连续、过烧、热影响区晶粒长大等。

     

    TIG焊缝氧化主要是焊接时气体保护不良造成,氧化后表面的Cr2O3钝化膜被破坏,使用过程中与水接触后造成氧化区的加速腐蚀。为此,必须优化生产工艺,采焊接时用双面惰性气体保护,同时采用的惰性保护气体必须是高纯度的氩气等,规避焊接区的氧化。

     

    不论是电阻压力焊还是TIG焊,必须熟练操作设备,确保焊迹连续,无断点发生,无发黑、发蓝、无过烧现象。否则容易造成缝隙腐蚀和焊缝渗漏。

     

    焊缝热影响区晶粒增大或晶间碳化物析出,是由于焊接时加热时间过长或热处理不当则在某些环境中易产生晶间腐蚀。焊缝在425℃-815℃之间加热时,或者缓慢冷却通过这个温度区间时,都会产生晶间腐蚀。这样的热处理造成碳化物在晶间沉淀(敏化作用),并且造成最邻近的区域铬贫化使得这些区域对腐蚀敏感。敏化作用也可出现在焊接时,在焊接热影响区造成其后的局部腐蚀。为此,焊接电流、速度必须适宜控制,尽可能使用较快的焊接速度,目的是减少热影响区宽度,同时冷却可靠控制。

     

    水箱箱内胆必须无渗漏且具有一定耐压性能,一般在焊接完成后需一一浸入水中进行内胆试压检漏。试压检漏过程中,内胆筒体上所有插接孔必须封闭,为了方便插入堵塞,一般有的采用专门润滑剂(如洗洁净等)、有的直接采用清水。对于采用润滑剂润滑(洗洁净),必须严格控制并保证润滑剂为中性且不含氯离子等成分。

     

    我们知道,一般洗洁净分酸性、中性、碱性,如为了增大洗洁净浓度,可能加入氯化钠;为了增加去污性,可能加入盐酸等。一旦使用含有氯离子之类的洗洁净作为润滑剂,其残留物在内胆中,导致内胆内极容易发生点腐蚀而产生由内向外穿透。为此,作为内胆试压检漏,一是水槽内的水本身必须清洁,无油污,勤更换;二是对于堵塞润滑采用正规的润滑剂,最好直接采用清水润滑。

     

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