
在太陽(yáng)能熱水器水箱是一個(gè)十分重要的部件。太陽(yáng)能熱水器水箱存在的一個(gè)突出問(wèn)題是腐蝕問(wèn)題,其所造成的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失是不可估量的。
太陽(yáng)能熱水器水箱縫隙腐蝕、點(diǎn)蝕與其應(yīng)對(duì)措施
存在狹縫的鋼制太陽(yáng)能熱水器貯熱水箱會(huì)導(dǎo)致縫隙腐蝕,其發(fā)生的腐蝕機(jī)理與孔蝕類似??p隙內(nèi)是缺氧區(qū),成為陽(yáng)極,其后產(chǎn)生自催化加速作用。一方面,縫內(nèi)外構(gòu)成氧濃度差電池,導(dǎo)致陰陽(yáng)極反應(yīng)的金屬氯化物水解,縫內(nèi)酸性升高;另一方面,封口處Fe2+與其在陰極上產(chǎn)生的OH-結(jié)合成Fe(OH)2,進(jìn)而氧化成Fe(OH)3沉積堵塞在縫口,發(fā)展為閉塞電池,導(dǎo)致腐蝕加劇。由于縫隙腐蝕的臨界電位比點(diǎn)蝕還低,當(dāng)有窄縫時(shí),縫隙腐蝕更易發(fā)生。尤其是304不銹鋼對(duì)氯離子較敏感,濃度愈大,點(diǎn)蝕臨界電位愈低,就愈易發(fā)生點(diǎn)蝕。不銹鋼表面被水垢或鐵銹所玷污,也易引起點(diǎn)蝕。為防止縫隙腐蝕,在設(shè)計(jì)上朝水面一側(cè)避免存在縫隙,焊接接頭以對(duì)接代替搭接;在不銹鋼中添加Cr、Mo元素(避免混入硫元素)提高材質(zhì)的電極電位,采用抗點(diǎn)蝕性能好的Mo奧氏體不銹鋼(如316不銹鋼)或含Mo的高純鐵素體不銹鋼(如用YUS190鋼代替304不銹鋼鋼)制作水箱。
用鋁作保護(hù)陽(yáng)極,焊接時(shí)被擠出的鋁把焊縫封死,更好地保護(hù)了縫內(nèi)金屬。但在水箱中使用的不銹鋼板有離子化傾向會(huì)引起腐蝕,此時(shí)應(yīng)在兩片SUS304不銹鋼板中夾入一塊諸如鋁、鎂之類的金屬,后把這兩片不銹鋼焊接,就能明顯減少不銹鋼在日光照射下的離子化傾向,防止腐蝕。此外,利用無(wú)定性合金涂覆也可防陽(yáng)光腐蝕。但采用犧牲陽(yáng)極的方法有不少問(wèn)題,不僅使操作變得困難,且使焊接最佳范圍變窄,使?fàn)奚?yáng)極溶出的地方產(chǎn)生腐蝕。
太陽(yáng)能熱水器水箱晶間腐蝕與其應(yīng)對(duì)措施
經(jīng)焊接的不銹鋼,在熔合區(qū)和過(guò)熱區(qū)有Fe4C、Cr4C析出,使靠近晶粒邊界的狹窄區(qū)帶的鉻含量貧化,導(dǎo)致不銹鋼失去“不銹鋼特征”,發(fā)生晶間腐蝕。晶間腐蝕嚴(yán)重時(shí),受拉伸應(yīng)力時(shí)會(huì)出現(xiàn)晶間裂紋或斷裂。
采用超低碳(含碳量最好小于0.03%)的不銹鋼或加入穩(wěn)定性元素(Ti或Nb)能將出現(xiàn)敏化的危險(xiǎn)降到最低限度,但并不能保證不出現(xiàn)敏化。TiC或NbC是更穩(wěn)定的碳化物,比含鉻碳化物更難成核。另外,在550~850℃范圍內(nèi)盡可能使時(shí)間最短;亦可做固溶處理:即為把所形成的碳化鉻溶解,將材料加熱至1050℃左右,隨之急驟冷卻,使新的碳化鉻來(lái)不及生成。
太陽(yáng)能熱水器水箱的腐蝕原因及防護(hù)方法總結(jié)
我們應(yīng)根據(jù)具體環(huán)境正確選擇材質(zhì),了解水箱腐蝕產(chǎn)生的機(jī)理和防腐技術(shù),采用先進(jìn)的科研成果和產(chǎn)品對(duì)水箱進(jìn)行防腐涂裝,并進(jìn)行耐水、耐熱、耐溫變等試驗(yàn)和最優(yōu)經(jīng)濟(jì)分析,杜絕上述各類腐蝕的發(fā)生,延長(zhǎng)水箱的使用壽命。
概括來(lái)說(shuō),可采用如下措施防止水箱腐蝕:1.正確地進(jìn)行水箱的結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計(jì);2.根據(jù)使用環(huán)境正確選用耐蝕材料;3.盡可能改善腐蝕環(huán)境;4.采用電化學(xué)保護(hù)法;5.在材料上涂覆保護(hù)涂層。此外,若使腐蝕的實(shí)際監(jiān)控檢測(cè)手段不斷科學(xué)化,將能更有效地控制水箱腐蝕。
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