铜管使用中的问题浅析.ppt

,gdcopper,目 录,1,、铜管和热交换器的耐压性和爆破压力,2,、铜管在空调机生产中的问题,3,、铜管的钎焊问题,4,、铜管的蚁巢腐蚀问题,1,、铜管和热交换器的耐压性,和爆破压力,目录：,1,、几种 常用冷媒的工作压力,2,、铜管的工作压力和爆破压力,3,、热交换器的工作压力和爆破压力,4,、影响热交换器爆破压力的因素,冷媒的种类,最高工作压力,R12,1.35,R22,1.6,R134a,1.1,R407C,1.8,R410A,2.4,1,、常用冷媒标准工况下的工作压力,表,1,2,、铜管的工作压力和爆破压力,2,、,1,铜管的工作压力,无损检测,涡流检测,水压试验,气压试验,水压试验计算公式,P=,P,试验用水的静压力,Mpa,t,管材壁厚,mm,D,管材外径,mm,s,材料的允许应力,Mpa,Tp2,铜管允许应力规定为,s=41.2Mpa(6000psi),表,2,铜管的试验压力,编号,Tp2,铜管规格：光管：外径,壁厚,内螺纹管：外径,壁厚,齿高（,mm),水压实验压力（,Mpa,),1,9.52 0.7,6.44,2,9.52 0.5,4.52,3,9.52 0.35,3.12,4,9.52 0.30 0.20,2.66,5,9.52 0.28 0.12,2.48,6,9.52 0.27 0.16,2.39,7,7 0.27 0.15,3.28,8,7 0.25 0.18,3.03,2,、,2,铜管的爆破压力,表,3,几种空调制冷铜管爆破压力的计算值和实测值,编号,Tp2,铜管规格：光管：外径,壁厚,内螺纹管：外径,壁厚,齿高（,mm),水压爆破压力（,Mpa,),爆破后外径（,mm),计算值,实测值,1,9.52 0.7,32.03,31,11.6,2,9.52 0.5,22.48,22.5,12.0,3,9.52 0.35,15.53,16.5,11.6,4,9.52 0.30 0.20,13.25,14.0,12.2,5,9.52 0.28 0.12,12.34,12.5,12.3,6,9.52 0.27 0.16,11.90,12.5,11.9,7,7 0.270.15,16.32,16.50,8.5,8,7 0.25 0.18,15.07,15.00,9.0,3,、热交换器的工作压力和爆破压力,表,4,热交换器耐压爆破试验数据,编号,加压过程保压,30,秒时的压力（,Mpa,),铜管爆破时的压力,（,Mpa,),爆破位置,1,2,3,1,14.6,15.5,16.5,17.0,靠近钎焊处的挡板下,40mm,处,2,14.6,15.5,16.5,17.2,靠近钎焊处的挡板下,5mm,处,3,14.6,15.5,16.5,16.9,U,形弯曲部外侧,4,14.6,16.0,16.5,17.0,U,形弯曲部外侧,5,15.0,16.0,16.5,17.2,铝翅片边缘处,6,14.6,16.0,16.5,16.8,铝翅片边缘处,7,14.6,16.0,/,17.1,U,形弯曲部外侧,8,14.6,16.0,/,17.3,靠近钎焊处的挡板下,13mm,处,9,14.6,16.5,/,17.4,U,形弯曲部外侧,10,14.6,16.5,/,16.7,靠近钎焊处的挡板下,2mm,处,平均爆破压力,17.06,4影响热交换器爆破压力的诸因素,爆破压力,提高,降低,1,、弯管、胀管,冷作硬化,2,、包裹铝翅片,加强,1,、钎焊热影响,2,、钎焊接头装配不良,2,、铜管在空调机生产中的常见问题,2,、,1,热交换器制造中铜,管容易发生的问题,表,1,弯管中的问题,内侧起皱,外侧开裂,发卡管两端长短不齐,管内表面划伤,铜,管,本,身,1,状态偏软,2,壁厚不均或偏心,3,壁厚偏小，内径偏大,1,状态偏硬,2,壁厚不均或偏心,3,壁厚偏大，内径偏小,1,管子性能严重不均匀,2,管子表面状态不均,部分变色严重,3,管子尺寸不均,1,铜管原来有擦伤,弯,管,过,程,1,芯头尺寸偏小,2,芯头位置偏后,3,芯头型面不当,5,夹块模过松或滑脱,1,芯头尺寸偏大,2,芯头位置偏前,3,润滑不足,4,芯头表面磨损,5,小弯头弯曲时管内有切屑等异物,1,弯管机调整不当,2,弯管机加紧力不当,1,弯管机调整不当,2,芯头安装松动,3,芯头有伤,内侧起皱建议,:,起皱数目,3,个,起皱高度,0.5,毫米,.,表2 胀管和扩口中的问题,胀管收缩率不均,胀不紧,扩口裂,铜管,本身,1,状态不均,2,壁厚不均（齿高不均，底壁厚不均）,3,内表面严重变色,壁厚偏小（底壁厚小、齿高小）,1,性能偏硬,2,性能不均匀,3,壁厚不均匀或偏心,4,表面缺陷或内部缺陷,胀管,扩口,过程,1,胀头尺寸不均,2,胀头磨损不均,3,润滑不足、不均,1,胀头直径跟翅片孔不匹配,2,胀头磨损，直径偏小,1,U,型管长度设定偏大,2,管口切割不平整，有毛刺,3,切刀钝，切口收缩大且冷作硬化大,4,切刀误差造成切口偏心,两器胀管时的不均匀收缩，对扩裂影响很大，因此有的空调企业将胀扩分成二步工序在二台设备上分别进行是值得推荐的。,2,、,2,空调机或热交换器中铜管的泄漏问题,2,、,2,、,1,铜管本身问题,a,、严重的划伤,b,、铜管有大块夹杂物,非金属夹渣,金属夹杂物或压入物,c、,氧含量高在还原性气氛下加热产生氢脆性。,见图 1,图 1,2,、,2,、,2,铜管在加工中造成的缺陷,1,）大,U,型管弯头处弯管微裂纹,2,）加工中尖锐硬物刺伤铜管,3,）铜管钎焊时造成的缺陷,a,虚焊,b,溶蚀穿孔,c,铜管过烧穿孔图,d,铜管上的铝翅片被火焰熔化使铜管,形成环形开裂,4,）装配应力震动应力造成与压缩机相连的连接管产生疲劳裂纹,5）装配应力碱性气氛（主要是氨气）环境下保管或工作造成应力腐蚀裂纹,6）冰箱铜管的腐蚀泄漏,7）蚁穴腐蚀孔洞泄漏,3,、铜管的钎焊问题,1,）金属焊接的分类,a,熔焊,b,钎焊,c,压焊,2,）钎焊的定义,是采用比母材熔点低的金属材料做钎料，,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于,母材熔点的温度。使液态钎料润湿母材，,填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接,焊件的方法。,3,）钎焊的基本原理,为了得到一个良好的钎焊接头，必须能使,液态钎料充分流入并致密的填满钎缝的间,隙，而且又能和被钎焊的金属相互作用达,到金属结合。可见钎焊包含两个过程。,4,）影响钎焊过程的主要因素,(1),钎料和母材之间相互作用的影响,（,2,）钎焊加热温度的影响,（,3,）两被钎焊零件之间间隙大小的影响,毛细高度和间隙宽度成反比,液体钎料中溶解母材多，偏离共晶点，,使流动性变差。,（,4,）液体钎焊流动性的影响,（,5,）被钎焊金属表面氧化物的影响,（,6,）钎剂的影响,（,7,）表面活性物质的影响,5,）热交换器钎焊时容易出现的问题,（,1,）钎料在焊缝间隙中未填满（图 2）,（,2,）钎料流失在管腔中形成焊料瘤（图 3）,（,3,）虚焊（未焊透）（图 4）,（,4,）钎缝中的气孔（图 5）,（,5,）溶蚀和溶穿（图 6）,（,6,）母材铜管过烧与烧穿（图 7）,a,外表面,b,内表面,4,、空调制冷铜管的蚁穴腐蚀,1,）什么是蚁穴腐蚀,在空调制冷铜管上出现的一种表面用放大镜,看起来象针孔一样的微小泄漏通道。但在其,横截面上可以看出腐蚀部分有相互连通的迷,宫似的潜埋隧道，互有分支相通。由于在横,截面上看这种腐蚀的形态很象蚁巢，所以把,这种类型的腐蚀称作“蚁巢腐蚀”，或“蚁窝腐,蚀。见图 8,图 8,2,）蚁巢腐蚀概况,：,（,1,）自,1977,年国外首次报导，在空调冷却水,系统中铜管发生细小针孔微漏。,（,2,）,1988,年日本铜发展协会（,JCDA),的腐蚀,委员会组织,2,所大学、,6,家铜管厂、,1,所,政府实验室共同研究蚁巢腐蚀方法。,（,3,）我公司首次发现蚁巢腐蚀是在,2002,年,6,月。,见图 9,（,4,）最近一次是,2004,年,8,月某汽车空调厂又发,生一起。见图10,图 9,图 10,3,）引发蚁巢腐蚀的物质,从,70,年代发现蚁巢腐蚀，但未查出腐蚀机理，在随后的,20,多年里世界各国进行了大量的研究工作，至今通过对泄漏案例的调查和实验研究，已经知道了引发蚁巢腐蚀的物质。,（,1,）含氯有机溶剂,（,2,）热交换器制造中的挥发性润滑油,（,3,）助焊剂,（,4,）压缩机油,（,5,）其他还有：木材和人工建材；泡沫塑料隔热层和胶粘,带；香水化妆品；调味品和杀虫剂。,4,）蚁巢腐蚀的机理,腐蚀机理,蚁巢腐蚀的可能机理如下：在潮湿气氛中，羧基酸酸化铜表面的水并穿透气态氧化铜薄膜伤面，使铜溶化在表面的水中。,Cu Cu,+,+e,-,（1）,同时在水层羧基酸与一价铜离子之间形成一价铜复合物。,Cu,+,+X,-,CuX,（2）,而,X,是,HCOO,-,，RCOO,-,（R：,烃基群）。水中的复合物通过复合浓度、温度和湿度进行局部变化从溶液中析出。该复合物氧化形成,Cu,2,O,和二价铜复合物。,4,CuX,+1/2O,2,Cu,2,O+2CuX,2,（3）,CuX,+X,-,CuX,2,+e,-,（4）,微观槽中的二价铜复合物在小坑中与铜反应，形成一价铜复合物。,CuX,2,+Cu 2CuX （5）,CuX,再次氧化，见方程式（3）或（4）。该催化反应连续出现并起作用。这种阴极反应主要是氧化还原反应。,O,2,+2H,2,O+4 e,-,4OH,-,（6）,在阴极区域生成的,OH,-,离子向正极转移和扩散生成,Cu,2,O。,该,Cu,2,O,会在小坑的脆弱部位产生裂纹。由于热循环和冷循环的抽吸会使氧气穿透。穿透的氧气会氧化,CuX,，,在小坑壁上形成,Cu,2,O。,这个循环反应会促进腐蚀。热力学研究给一价铜和二价铜复合物的蚁巢腐蚀机理提供了理论支撑,25）,。,Mechanism presumed,Ants Nest Corrosion and Its Prevention,Anodic reaction,Cathodic,reaction,Cu-Cu,+,+e,-,-,CuX,2,+Cu-2CuX,-,Cu,+,+X,-,-,CuX,-,4,CuX,+1/2O,2,-Cu,2,O+2 CuX,2,-,CuX,+X,-,-CuX,2,+e,-,-,O,2,+2H,2,O+4e,-,-4OH,-,-,CuX,2,CuX,2,4,CuX,+1/2O,2,-Cu,2,O+2 CuX,2,-,CuX,+X,-,-CuX,2,+e,-,-,预防对策：,1,、不使用那些蚁巢腐蚀倾向大的润滑油，尤其是挥发性润滑油。,2,、在钎焊小弯头前，一定要采用加热的方法彻底脱脂，除去铜,管内外表面的一切油脂和清洗剂。,3,、铜管表面不可油水共存，以免使油脂类物质发生水解，生成,羧酸。,4,、对铜管进行表面防护，如涂漆、电镀锌等。,