液体冷板和板式换热器铝耐腐蚀性
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液体冷板和板式换热器铝耐腐蚀性
选择用于液体冷却环路的组件时，您必须考虑其材料兼容性以及个性化性能。虽然与铜管热交换器配对的铝管冷板可能会满足您的热要求，但它不是可靠的冷却回路。铜和铝具有广泛不同的电化学电位，因此当它们在冷却系统中组合时，可能会腐蚀电流腐蚀。电流腐蚀（也称为异种金属腐蚀）侵蚀金属，导致随时间泄漏。
铝冷板铝的腐蚀
铝以其耐腐蚀性而闻名。在正确的条件下，铝快速形成保护氧化物层。通常，这发生在氧气容易获得时，并且周围介质具有中等的pH值。铝腐蚀有两个典型的表现：均匀的腐蚀和局部腐蚀。当氧化物层可溶于腐蚀性介质时，会发生均匀的腐蚀。1氧化膜可溶于碱性溶液和强酸…但在pH值约为4.0 - 9.0的范围内是稳定的。2在均匀的腐蚀中，整个氧化物层被剥离得比它改变更快。当基础金属或周围环境中存在不均匀性时，通常以凹坑形式的局部腐蚀发生。金属可以具有局部集中的合并元素，其产生电流夫妇。类似地，周围环境可以具有局部浓度的活性元素，例如氯化物。
液体冷板和热交换器与许多不同的流体一起使用，并且通常涉及相同流体的再循环。不应在铝冷板和热交换器中使用的一个流体是水。自来水可含有活性离子，例如铜，碳酸氢盐，氯化物和/或促进腐蚀的其他杂质。此外，在闭环中相同流体的再循环将导致溶解的氧气从溶液中出来。所得缺乏氧气将抑制氧化物层的形成。允许足够的时间，如果从氧隔离并暴露在低质量的水中，铝最终将腐蚀。
当水是传热系统的首选水时，蒸馏水通常与乙二醇结合以降低其冰点并提高其沸点。由于上述原因，使用缓蚀剂是至关重要的。缓蚀剂是控制数量的活性离子(通常是磷酸盐)，取代氧的作用形成一个耐腐蚀层。由于这些抑制剂依赖于与铝的化学反应，使用低质量的水，如自来水会降低抑制剂的有效性。
耐腐蚀设计
合金的选择是高耐蚀性的关键因素。例如，在板翅式热交换器中分隔流体通道的钎焊板，由一个内部核心和外部覆层组成，通常占总板厚度的10%左右。复合层是一种钎焊合金，将钎焊片连接到冷热翅片和钎焊片连接到侧筋。真空钎焊合金使用硅酮和其他元素来降低合金的熔点。由于钎焊合金比核心更具阳极性，因此钎焊合金提供阴极保护，从而保护腐蚀。
阴极保护是几十年来船舶建筑业务中使用的概念。对于由钢制成的船体，用于由活性元素，如锌的塞子用于保护船体。因为锌比钢更有效，所以锌腐蚀速度较快。在铝的合金元素中，合金最小的铜和铁具有最佳的耐腐蚀性。3.“3xxx系列合金一般属于一般耐腐蚀性能最高的合金……6xxx系列合金也具有很高的耐腐蚀性能。”4.
在冷板和热交换器设计中还有其他需要考虑的问题。内部流体静压和外部应力使核心部件承受应力。这些应力通常要求高强度合金(6xxx系列)用于钎焊片和/或翅片。钎焊板厚度是性能、重量和防腐保护之间的权衡。厚的钎焊板很重，会降低热性能。薄的钎焊板承受应力的强度较低，提供的腐蚀保护较少。如果存在腐蚀环境，薄钎焊板比厚钎焊板承受腐蚀的时间更短。
冷板和热交换器泄漏测试
在制造过程中，冷板和热交换器可以用纯水进行水压试验。然而，水在装置内停留的时间不应超过进行测试所需的时间。彻底的干燥过程对消除水腐蚀的可能性至关重要。“气泡测试”，即用气体对装置加压并将其浸入水中，在整个行业中被广泛使用。这种做法要求在测试后将外表面烘干。了解有关Boyd测试服务和程序的更多信息。
液体冷板和热交换器的操作
操作水/乙二醇冷板或热交换器时，有维护计划很重要。典型的维护活性正在用抑制乙二醇和水的适当混合物冲洗并重新填充系统。这应该以通过在运营评估阶段期间通过系统级测试确定的间隔定期完成。周期性地，应测量流体pH和折射率。这些测量会随着时间的推移而变化。从这些测量中，可以确定冲洗频率。
在部署期间，冷却剂系统通常被“加满”。只要乙二醇浓度没有稀释到使抑制剂失效的程度，这种做法不应损害冷板或热交换器。缓蚀剂的有效性与封顶水质、流体回路中其他金属类型以及系统中缓蚀剂的使用年限有关。如果使用“加满”，建议监测流体的pH值。如果pH值低于4.0或高于9.0，应尽快进行系统冲洗/填充。
耐腐蚀从冷板或热交换器设计开始。同样重要的是，开发维护程序，将最大限度地延长铝冷板或热交换器的寿命。
1编者J.R. Davis, ASM金属手册，桌面版，第2卷，材料园，OH, 1998，第501页。
2如上,499页。
3.同前。
4.同前。