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北京钢制散热器讲解散热器内防腐奥秘
日期:14-11-03 点击:175 来源: 作者:
北京钢制散热器讲解散热器内防腐奥秘


     北京钢制散热器分析采暖散热器内防腐问题探讨之一  

   与传统铸铁散热器相比,其中最大的问题就是腐蚀问题,随着许多质量低劣的产品进入市场,轻型散热器的渗漏、鼓包、开裂等问题越来越严重,这会渐渐影响到整个轻型散热器行业,和铸铁散热器相比,轻型散热器的不足:1.成型制造工艺不同;2.材质结构不同;3.管壁厚度不同。

   轻型散热器的循环水管主要以钢铁、铝、铜三种材质为主。在不经任何防腐处理时它们在潮湿环境或者水溶液介质中均会发生化学腐蚀和电化学腐蚀,其中电化学腐蚀为主要腐蚀。电化学腐蚀的影响因素主要为温度、氧、CO2、H+、OH-、Cu2+、F-、S2-、NO3-、沙粒、污垢等;化学腐蚀的影响因素主要为:酸洗液残留、温度、氧气、离子等。在潮湿空气或水溶液中性介质中材料的腐蚀速度为钢铁>铝>铜,但在碱性水溶液介质中为铝>钢铁>铜,锅炉水中的各类添加剂对轻型散热器的腐蚀速率对材质有一定的选择性。

   为了解决轻型散热器的腐蚀问题,目前最有效而且最成熟的内防腐工艺仍然是灌装内防腐涂料。铜材目前由于腐蚀速度缓慢、涂料附着力不好的原因没有灌装内防腐涂料。

   北京钢制散热器分析灌装内防腐涂料要求:1.完全覆盖被保护表面;2.涂料和被保护材料具有很好的结合力;3.防腐涂料质量必须过关。

 由于受灌装工艺和散热器本身结构的限制,通常的灌装方法很难完全覆盖被保护表面,特别是边缘、夹缝、焊接处、螺丝接口处等。北京有色金属研究总院经过长时间的研究已经研究成功一种先进的灌装方法,能够完全覆盖被保护的金属表面。这种方法给轻型散热器内防腐带来了福音,特别是焊接工艺不合理的散热器、铝质散热器、板式散热器。涂料和被保护材料的结合力和磷化前处理有直接关系,除涂料本身的因素外,磷化处理的效果在很大程度上决定散热器的防腐性能。散热器的磷化处理应为锌系磷化,磷化膜的微观结构为均匀的网状交结结构最为理想,它和涂料及金属材料的结合力不受温度及内应力变化的影响。磷化过程中的中和水洗直接影响磷化膜的好坏,同时残留的酸和酸根会在高温下在涂料内层引起腐蚀,严重时三、四个月即会引起局部穿孔、鼓包、裂纹。所以散热器的表面磷化前处理应该引起各个生产企业的高度重视。

   内防腐涂料必须具备以下要求:1.耐高低温变化;2.柔韧性好;3.硬度高、耐冲刷;4.耐高温耐碱性;5.挥发性适中,在沥净的过程中不能由于溶剂的挥发引起涂料的二次稀释;6.粘度稳定性好,冬季和夏季使用不同的粘度指标;7.一次灌装厚度达到要求;8.贮存性能好,高低温下长时间使用无相变;9.粒度小;10.所用填料及树酯具有很好的化学稳定性,特别是耐酸碱性。检验涂料防腐性能的最好方法是“摹拟锅炉循环水的动态回路”,该方法简单易行。 

 经过15天的连续高温高压碱水循环试验,即可证明散热器内防腐涂料的综合防腐性能。

  轻型散热器的防腐问题是一个综合问题,它涉及到材质、加工工艺、化学前处理、涂料、灌装工艺等各个方面,所以要提高产品质量、降低服务成本必须在每一个环节提高质量管理水平,只有这样才能将轻型散热器行业发展壮大并最终完全取代铸铁散热器。

   北京钢制散热器分析散热器内防腐问题探讨之二

   轻型散热器的材质选购、机械加工、除油、磷化(氧化)、涂内防腐等每一个加工环节,其质量的保证都非常重要。现在一些厂家采用了先进的机械加工、焊接等高新技术,使得机加工技术得到一定的提高,现就机加工后除油、除锈、磷化的技术问题进行以下探讨!

   一、磷化液:

   目前钢制散热器一般采用锌系磷化液,磷化膜呈灰色,膜厚1-3μ,硫酸铜点滴≥30s。锌系磷化液的成分以Zn2+为主,并辅以膜的改性成份,如Ni2+、Mn2+等,与氧化剂如NO3-、NO2-等复配而成。

 有少数厂家出于成本的考虑采用铁系磷化液,用铁系磷化液进行磷化处理得到的磷化膜实际上是基体金属的磷酸盐及氧化物,它们防止腐蚀在漆膜下面扩张的性能较差。 铁系磷化膜主要用于在不太恶劣的腐蚀条件下或在变形大的工件上漆膜底层,也可用于工序间的防护。一般不用于高抗蚀的散热器内防腐。

   二、成膜基本原理:

   当钢铁表面与酸性磷化液接触时,钢铁表面被溶解:

   Fe + 2H+→Fe2+ + H2

   从而金属与溶液界面的酸度降低,由于化学平衡过程驱使金属表面可溶的磷酸盐向不溶的磷酸盐转化,并沉积在金属表面形成磷化膜,其反应为:

   Me(H2PO4)2→MeHPO4 + H3PO4

   3Me(H2PO4)2→Me3(PO4)2 + 4H3PO4

   其中Me代表Zn、Mn、Ni、Fe等二价金属离子。

   同时基体金属也可直接与酸性磷酸二氢盐反应,溶液的酸度是很重要的,酸度太低不利于金属基体的溶解,因此也就不能成膜;但酸度太高,则大大提高了磷化膜的溶解速度,也不利成膜,甚至根本不会上膜。

   三、pH值与槽液成份的关系:

 磷化液所需要的pH值随着特殊成分的变化而变化,当H3PO4含量升高,槽液向酸的方向转移,锌离子浓度升高也具有同样的趋势,如果将最佳的pH值升高或降低十分之一,膜的质量就会大大降低,还会导致大量的沉淀形成,因此室温磷化的控制是十分困难的,不过,一个好的低温磷化液,它的pH值,游离酸可在更大的范围内变动。

   四、游离酸度、促进剂与磷化的关系:

随着温度的降低,化学反应速度减慢,磷化膜生成速度降低对磷化极为不利;因此要在低室温条件下得到满意的磷化膜,最重要的是应适当地降低酸度,以减少膜的溶解,同时设法提高反应速度;降低酸度与提高反应速度是一对矛盾体,但可通过增加促进剂的含量来弥补。游离酸度与促进剂应控制在什么范围内对磷化有利呢?这主要取决于磷化液的其它成份,如我公司生产的锌系磷化液,温度可降到5℃以下,这是其它磷化液所达不到的。

   五、基材及表面状态的影响:

 对于被磷化的材料,首先遇到的就是材料的种类及表面状态;同是钢铁件,经酸洗后,表面晶格遭受腐蚀,生锈冷轧钢板在处理前表面的均匀结构已遭到破坏,再进行酸洗处理,磷化结果就非常不理想,因此一些高档产品的涂装件应尽量不用有锈板材。

   六、前处理的影响:

 磷化前的表面处理是直接影响磷化膜质量的重要因素之一,所有锈迹、油污必须清除,除油除锈后水膜要能均匀地分布在工件表面。除油后到磷化前这段时间内工件不能接触手或有油的污物,否则会留下手印或产生漏磷现象。

   七、强酸对磷化膜的影响:

 磷化液的酸度低,一般无除锈能力,因此有锈或氧化皮的工件,在磷化前首先要将其除去。最常用的化学酸洗液是硫酸、盐酸、磷酸等。酸洗后的磷化膜结晶粗、孔隙大,还可达到相当的厚度。为解决膜结晶粗、孔隙大的问题,工艺采取中和、表调后进行磷化,为了提高生产效率,酸洗除油一步完成。我公司生产的酸性除油剂可按4%的浓度加入酸洗液槽中,即可抑制酸雾的产生,又可除油除锈。

   八、磷化工艺:

 一般散热器生产厂家的磷化工艺采用七个槽子(除油除锈→水洗→中和→水洗→表调→磷化→水洗),如果条件具备,可采用:

碱性除油→水洗→酸性除锈→水洗→中和→水洗→表调→磷化→水洗→水洗→风干

   九、槽液维护:

   1.避免工作槽过负荷,对于锌系磷化处理1m2面积的工件溶液需要110L;

   2.各槽距不要太长,因为大量液体的流失会造成工件的干燥,酸洗过的工件也可能再锈,这些都是不允许的;在整个操作过程中各工件、各部位都应是潮湿的,否则将会产生条纹状锈斑;

   3.不要让工件在夹具或吊篮中相互接触,否则将留下漏磷斑点;

   4.不能在处理槽,特别是酸洗槽和磷化槽中停留太长时间;

   5.保证充分地冲洗,最大限度地减少对下道工序的污染;

   6.不允许沉渣在槽内大量积聚,否则工件将会渲染在其中而形成多粉的磷化膜;

   7.保证工件与槽上、下及各边都具备足够的距离,以保证充分的化学反应;

   8.避免由于化学反应形成的气泡在工件表面及内腔积蓄停留;

   9.在磷化期间,应经常上下提升抖动,使钢制暖气片腔内磷化液不断补充,并排除气体。



   十、磷化液浓度的测定:

   为了使磷化正常地进行,首先要维持磷化液的浓度在规定的范围以内;根据测定的结果,按处理液的基本标准给予补充,其值在一般说明书中都有规定。在处理过程中,各成份的消耗是不一致的,所以在正常的情况下要按各成份消耗量给予补充。为了得到稳定的磷化结果,必须维持一定的浓度,最好是连续的补给,一次性大量的补给会使平衡遭到破坏。

   十一、故障的检查和排除:

   如果正常工作的前处理溶液突然发生故障,需从以下几方面检查:

   1.检查产品使用说明书,即溶液工作参数是否有不符之处;

   2.检查测试方法,即所测的点数是否正确;

   3.检查基体金属,是否有油污或带入的其他成份是否发生变化;

   4.如果最后精饰存在问题,还需检查各种化学药剂、油漆、塑粉及溶剂等质量;

   5.检查所用水质量是否出现问题;

   6.检查处理液是否超负荷或化学成份的消耗情况,在实际生产中,不适当的处理,如脱脂、酸洗、水洗、表调、原料等都可能是影响磷化膜质量的因素。磷化后不良水洗泥渣粘附物、水质污染、干燥的凝缩物,工作中产生的二次污染等都是引起涂膜变劣从而影响质量的原因。如果自己无法排除解决问题,应及时反馈给磷化液生产厂家,由专业技术人员前往解决。
最新评论
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