散热器内防腐.doc

新型散热器内防腐解析

作者：王鹏、陈智丰，杨玉永
（齐齐哈尔龙铁建筑安装股份有限公司）

新型散热器内防腐解析
作者：王鹏、陈智丰，杨玉永
（齐齐哈尔龙铁建筑安装股份有限公司）
摘要：新型散热器的涂料内防腐，一直受到散热器行业的关注。一个是主动防腐和被动防腐的问题。这种说法称改变和控制水质的防腐是主动防腐，称使用涂镀层等方法来防腐是被动防腐。再一个问题是，使用涂镀层做内防腐究竟对散热器的使用寿命起没起到积极的作用？
关键字：散热器内防腐
在琳琅满目的散热器市场上，美观优雅的新型散热器一下子进入了人们的视野由于新型散热器表面为喷塑外层、光滑细腻、不易积灰、便于清洁，这样就有效的杜绝了室内螨虫和其他浮游生物的寄生……可让对灰尘过敏的人们高枕无忧，温暖、舒适而健康。一时间，新型钢制散热器成为我国北方家庭装修者的新宠，目前在我国市场上较为活跃的新型散热器厂家就有近百家之多。
然而，新型装饰散热器的涂料内防腐一直受到散热器行业的关注。一个是主动防腐和被动防腐的问题。这种说法称改变和控制水质的防腐是主动防腐，称使用涂镀层等方法来防腐是被动防腐。由欧洲传入的钢制散热器一般不作内防腐，因为欧洲的供暖系统与我国不同。欧洲的供暖系统实行的是常年满水保养，因此不存在采暖水放空后产生的钢 制散热器内腔表面氧化腐蚀现象。为了适应我国不采取满水保养的供暖系统，钢制散热器在引入我国后，必须要做内腔防腐。否则，会缩短散热器的使用寿命，引起腐蚀穿孔、漏水，严重 的会发生散热器崩裂事故。
一、新型散热器的腐蚀原因
导致钢制散热器腐蚀泄漏的原因主要是氧腐蚀，而引起铝制散热器腐蚀的主要原因则是由于铝材本身的耐碱性差。氧腐蚀的形成主要来自于二个方面：一是供暖时供暖水的氧含量，有资料介绍，北欧供暖水的氧含量要求低于0.05mg/l，而我国的标准为0.1mg/l，高于北欧标准一倍，而即使是这样的标准在我国也难以达到，在北京市有关部门组织的一次抽查中，一个管理比较规范的供暖系统其供暖水的氧含量为0.8mg/l，高于国家标准7倍；二是我国供暖的开放式运行问题，即在停止供暖时便将散热器内的水排空，较高的湿度加上空气中的氧气，未采取任何防腐措施的管道内壁极易腐蚀，而欧美国家的钢制散热器之所以可长达二三十年仍不泄漏则正是由于采取了除氧及满水保护的措施，从而最大限度地抑制了氧气对钢铁的侵蚀。对于铝制散热器来讲，当供暖水的pH值大于8.5时，基材便呈现均匀的碱腐蚀，其腐蚀速率随着pH值的增加及温度的升高而加快，试验表明：将铝材放入t＝90℃，pH＝12的自来水中，肉眼即可观察到反应的剧烈进行。而根据国家标准“GB1576－2001工业锅炉水质”中的规定：热水锅炉循环水的pH值应控制在10～12之间，供暖系统的水温一般在70～90℃之间，在此条件下，铝制散热器极易腐蚀穿孔。实际使用情况也表明：在我国的某 些地区如华北油田、天津、兰州等地及某些供暖系统里，由于供暖水的pH值较高，Cl－、F－ 以及电位较铝要正的金属离子如Fe2+、Cu2+过量而又未加以处理时，未作任何内防腐的铝制散热器最短在半个月即腐蚀泄漏。铜具有一般金属的高强度；同时又不易裂缝、不易折断；并具有一定的抗冻胀和抗冲击能力；铜之所以有如此优良稳定的性能是由于铜在化学排序中的序位很低，仅高于银、铂、金，性能稳定，不易被腐蚀。 由于铜管件很强的耐腐蚀性，不会有杂质溶入水中，能使水保持清洁卫生。 因此建筑中的供暖系统中铜管暖气使用起来安全可靠，甚至无需维护和保养。铜管及配件在高温下仍能保持其形状和强度，也不会有长期老化现象。在有高热、高压、近火和腐蚀的条件下，使用其它管件，用户总是提心吊胆， 惟恐出事。但使用铜制管件，就无需担惊受怕，尽可放心。永不腐蚀，经久耐用，是散热器中的顶级产品。但是铜质散热器价格较高，不适合大众消费。
二、常见的新型散热器内防腐
目前我国比较常见的一种防腐工艺为：内涂防腐。国内用于散热器内防腐的常用内涂涂料分三类：
第一类涂料为有机涂料。如由北京有色金属研究总院提供的YDR型和武汉材料研究所TY3318型，目前市场上大部分国内品牌的散热器选用这两种有机涂料。这种涂层主要是通过隔离、不让水与基体直接接触来实现防腐。然而涂层与机体类似于胶水拈合在一起（物理结合），且薄的涂层内微孔多，水可以通过微孔渗透到结合面上，当温度升高时，水开始膨胀，表面开始起泡，然后脱落，导致基体与水直接接触，涂层也就失去了防腐保护功能，散热器的寿命也将因此而大幅缩短。这种涂料要求散热器表面在彻底除油后再磷化，否则就会出现“不粘锅”现象，为减少涂层内的微孔，要求进行两次涂敷，将涂层的厚度提高到50微米以上。但目前大部分厂家为了节约成本，省掉了某些处理环节，表面处理达不到要求，涂层厚度也达不到30微米。因此目前市场上很多做了内涂的散热器，在热水中泡上5天左右便出现大面积起泡，涂层开始剥落，可想而知其防腐性能会如何！
第二类为无机涂料。以锌基铬盐类为代表，涂层与基体在高温下化学结合，附着力强、不宜剥落。其工艺要求很严，通过严格控制各个过程参数才能保证其涂层的质量，保证散热器表面的前处理效果，表面须经过除油、冲洗、涂敷、固化和冷却等多道严格的工序处理，确保锌铬涂层技术的优越性。
第三类为双涂层。。第一层涂层（银灰色）为锌铬无机涂层，在320摄氏度以上的烘箱内烧结固化，与基材紧密结合，附着力强，不会剥落。第二层涂层（红色）为树脂有机涂层，经180摄氏度高温固化，该涂层起到封闭第一层涂层可能存在的毛细孔的作用，避免水通过毛细孔渗透到基材表面。两个涂层紧密融合，双层保护，令散热器具有更强的防腐能力，更加安全。
三、新型散热器内防腐要求
被动防腐是由我国独特的国情所决定的，正是由于我国的供暖水质及供暖方式，才使我们不得不对新型散热器进行内防腐。
目前，随着散热器行业及各企业对内防腐的日益重视，科学技术及材料的进步，各种不同的防腐手段都相继应用于散热器的内防腐上，并不同程度地取得了一定的效果，如采用镁棒作为牺牲阳极来对散热器进行阴极保护，对散热器内腔搪瓷、化学镀、涂料涂装以及铜铝复合散热器等，各种手段均有其不同的特点，其中应用最广，应用最久当属用涂料涂装的方式来对散热器的内壁进行保护了，虽然近两年来铜铝复合在铝制散热器品种中占了相当大的比例，但在钢制散热器的内防腐中，涂料涂装的地位仍是其他防腐手段在短期内所难以撼动的。无论是哪一种防腐手段，亦或是哪一种防腐涂料，尽管其它性能非常优异，如优异的耐碱性、耐高温性、耐盐雾性、耐候性等，但如果不能满足散热器使用时的工况条件，也将达不到理想的防腐效果，另外，尽管有的涂料性能能满足散热器的工况条件，但由于散热器产品结构的特殊性而不能满足散热器的施工条件的话，则也不适合用于散热器的内防腐涂装，所以，在选择散热器的内防腐涂料时，必须兼顾考虑散热器使用时的工况条件及涂装施工条件。而对于钢制及铝制散热器的内防腐来讲，其内防腐涂层必须满足以下要求：
1. 优异的耐水耐温性：
散热器长期经受高温供暖水的浸泡，停止供暖时其内壁也处于高湿度的条件下，故涂层必须具备优异的耐水、耐温性，否则将容易溶胀，导致涂层起泡，脱落而失去防护作用。
2. 优异的耐化学介质性：
一般来讲，供暖水若经过严格的处理及脱氧，在供暖时对钢制散热器的腐蚀是有限的，但由于我国地大物博，不同地区，不同的供暖系统其水质有着明显的差异，尤其是当供暖水根本就未进行处理时，有些地区水中的氯离子及钙离子、镁离子的含量较高，而根据国家标准“GB1576—2001工业锅炉水质”中的规定：热水锅炉循环水的PH值应控制在10—12，用氢氧化钠，磷酸钠来调节，众所周知，铝制散热器的耐碱性极差，尤其是当供暖水的PH值较高时，对铝材的腐蚀极快，故其内防腐涂层必须具备优异的耐化学介质性。
3. 优异的附着力：
附着力是一切防护涂层最根本的条件之一，无论是其它性能多么优异的涂层，若不具备较好的附着力，其寿命也将是短暂的，因而也是不可取的，值得指出的是：涂层附着力在使用前及使用后是有变化的，尤其是当涂层长期浸泡在水中时，其附着力会明显变差，3318涂料在进行配方设计时考虑了这一变化，添加的助剂会延缓这一变化趋势。检测涂层在供暖条件下附着力的变化，可将试样在沸水中煮若干时间，取出晾干后划格测其附着力，观察前后变化即可。
4. 较好的耐磨性：
散热器内壁长期经受供暖水中一些杂质颗粒的冲刷，故内防腐涂层必须具备优异的耐磨性，否则极易划伤或因磨损而导致涂层减薄，从而降低使用寿命。
5. 对散热器的传热效率影响小：
传热效率是散热器最重要的性能指标之一，有机涂层的导热性与金属材料相比有较大的差异，但通过配方调整可尽量减少这种影响，3318涂料用于钢制柱型散热器的内防腐，与无涂层的散热器相比，经有关部门检测，其散热量仅下降1.8%。
6. 具有较好的阻垢性能
散热器在长期的使用过程中不可避免的要有些水垢附着在其内壁上，既影响散热器的散热量，又由于水垢呈一定的碱性，对铝制散热器有较强的腐蚀作用，从而影响散热器的使用寿命及使用效果，一般来讲，越光滑的涂层表面则水垢越难以在其上面附着，所以，在涂料中添加某些物质以降低涂层的表面张力，使其具有较低的表面阻力，则可使涂层具有较好的阻垢性能，从使用三年后解剖的铝制散热器来看业已证明了这一点。最直观的判断方式，即是用不同的涂层试样比较，手感较滑腻的涂层其阻垢性应优异一些。
热器涂层保护既然这样方便，省钱，为什么至今为止，并不为大家看好？或者说还有那么多疑虑？市场上鱼目混珠，真假难辨，就是问题的症结。不是这个事物本身不好，而是被很多人干得走了样，效果不好，不能保证使用寿命，欺骗了用户，发生了多起泄漏事故，等等。一方面有人在主水道上涂一点涂料，就算作了内防腐，另一方面就有人说，这种防腐形式没什么用。把这两者联系起来说明无风不起浪。同时也说明，对于投机者，用户没有什么办法来鉴别。当然我们这里不说那些想做好内防腐，但是水平和能力都很有限的生产厂家。与前者搞欺骗相比，动机不同，但从效果上来看，做不好内防腐确实等于没做。
如果一个事物有自己的存在价值，符合社会的发展潮流，那么它的发展就是不可阻挡的。从另一个方面来说，新生事物需要更多的扶持，有一个逐步完善的过程。它的发展需要方方面面的共同努力。 这其中包括涂料质量的提高，成本的下降，涂装工艺的简化以及涂装效果检测技术的不断发展。试想，如果我们大家不断地努力，相继取得各种相关的成果，来推动散热器涂料内防腐等不同防腐形式的健康发展，消灭新型散热器的早期泄漏现象，延长它的使用寿命，新型散热器的发展前景必定是一片光明。