銅管上引法與銅管沖刷腐蝕和點蝕
<一>、銅管上引法
工藝流程為:上引連鑄管坯、軋制、拉拔、盤拉。
上引法連鑄設(shè)備存在如下優(yōu)點:黃銅管結(jié)構(gòu)緊密、布局恰當(dāng)、占地面積不大,投資不多、生產(chǎn)效益高;操作簡便、勞動強度很低、工藝性能穩(wěn)定一致、節(jié)約能源、資源、沒有污染,生產(chǎn)適應(yīng),能夠生產(chǎn)不同尺寸的各種類型銅及銅合金管坯、桿和型材等。
上引法連鑄設(shè)備的建設(shè)周期不長,建廠投產(chǎn)之后的兩年以內(nèi)就能夠回收所有投資。
采用上引法加工生產(chǎn)的光面空調(diào)管、建筑用水道管、毛細(xì)水箱管等產(chǎn)品的價格廉價,因此在管材市場上具有的競爭優(yōu)點,國內(nèi)中小型銅加工企業(yè)中普遍采用這種方法。
當(dāng)前較大直徑為φ120mm的管坯能夠在此種上引連鑄機生產(chǎn),12條管材可以同時在我國制造的上引鑄管機拉,并且管材尺寸能夠各不相同,其年生產(chǎn)能力達到5000噸。
焊接法(Weldingmethod)在上世紀(jì)六、七十年代就已經(jīng)相當(dāng)成熟,隨著空調(diào)制冷業(yè)的迅猛發(fā)展以及、細(xì)徑、薄壁內(nèi)螺紋管空調(diào)傳熱的要求,與銅帶技術(shù)的進步,了內(nèi)螺紋銅盤管的帶坯滾壓成型焊接工藝不斷和發(fā)展。
焊接法的工藝流程如下:的銅帶、交叉焊接、內(nèi)螺紋成型、卷曲成卷、結(jié)合焊接、精整、退火。
焊接法的優(yōu)點是可以加工導(dǎo)熱、齒形錯綜復(fù)雜的銅管,且銅管組織致密均勻,性能穩(wěn)定一致,內(nèi)外表面清潔度高、生產(chǎn)。
焊接法存在如下缺點:銅帶的卷重、表面質(zhì)量、飛邊、切邊精度、平直度和毛刺等,造成銅管的加工成本相當(dāng)高。
<二>、銅管沖刷腐蝕和點蝕
當(dāng)水中含有氧、硫酸根、碳酸根、SO2、CO2等成分時,易使其產(chǎn)生一層的銅(銅綠)附著在銅的表面,防止銅管被深層腐蝕。如水中含有細(xì)沙粒和鐵制品的腐蝕產(chǎn)物(氫鐵)的粒子時,這些顆粒流動沖擊銅的表面,會將保護膜沖掉,形成沖刷腐蝕。沖刷腐蝕多數(shù)發(fā)生在銅管的彎頭處。
但是,這種情況很少發(fā)生,一般地水都會經(jīng)過沉淀、過濾處理,循環(huán)使用的水也要經(jīng)過過濾處理,將其中的粒子去除后使用。
在整個供水系統(tǒng)中,通常還有許多鋼、鐵質(zhì)的設(shè)備和零部件,鋼、鐵在微酸性溶液中會很快產(chǎn)生腐蝕,如果沒有過濾裝置,腐蝕產(chǎn)生的氫鐵化合物會在系統(tǒng)中流動時破壞銅管的表層保護膜,對銅管形成連續(xù)性沖刷腐蝕。為了避免沖刷腐蝕,建議在供暖系統(tǒng)管道的使用上,安裝焊接時盡量選用硬釬焊,焊條選用銅銀合金焊條,盡量避免使用錫焊及含鋅的焊條。整個采暖系統(tǒng)配套設(shè)施的選用上,盡量采用銅或銅合金產(chǎn)品,如紫銅、黃銅管件、黃銅閥門等,在配套末端散熱器的選擇上,建議選用經(jīng)濟、實用、美觀的純銅散熱器或銅鋁復(fù)合散熱器,建議在循環(huán)系統(tǒng)加裝配套過濾器。
金屬在水中的腐蝕分腐蝕和局部腐蝕兩大類。金屬不怕均勻腐蝕,較怕局部腐蝕,也就是點蝕。點蝕是一種的局部腐蝕,又稱坑蝕或孔蝕,導(dǎo)致金屬產(chǎn)生小孔。形成點蝕的因素很多,各種因素又互相影響。
銅在極個別情況下的熱水系統(tǒng)中偶爾也會產(chǎn)生點蝕,主要是由水質(zhì)引起的。據(jù)有關(guān)報道,各國產(chǎn)生點蝕分兩大類,一類是在硬水中產(chǎn)生,腐蝕產(chǎn)物是CaCO3和Cu(OH)2,內(nèi)部含有CuO和CuCl2。二類是在處理軟水中產(chǎn)生,腐蝕產(chǎn)物是CuSO4(OH)6和Cu2O,內(nèi)部是Cu2O。
銅產(chǎn)生點蝕的原因很多,從實例調(diào)查和實驗結(jié)果來看,比較統(tǒng)一的看法有以下幾點原因:
1)硫酸根和碳酸氫根的比例
硫酸根離子和氯離子是腐蝕性陰離子,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和實例統(tǒng)計,當(dāng)[SO42-]/[HCO3-]>1時容易產(chǎn)生點蝕,小于1不容易產(chǎn)生點蝕,較好是小于0.5。
2)水的流速
水的流速過快會產(chǎn)生沖刷腐蝕,反之流速過慢也會產(chǎn)生點蝕。根據(jù)實驗,流速小于0.5m/s容易產(chǎn)生點蝕。這可能是因為附著在金屬表面的水層不動為反應(yīng)創(chuàng)造了條件。反之,水的流速越快,水內(nèi)含的各種雜質(zhì)破壞了銅表面的層,對銅管的沖刷越厲害,當(dāng)保護膜被沖刷掉后,又會形成新的保護膜,然后又被沖刷掉,又生成……,較終導(dǎo)致銅管被腐蝕掉。所以,建議將系統(tǒng)水的流速控制在0.6~1.0m/s。
3)其它因素
如水中的溶解氧是促使銅管發(fā)生點蝕的因素之一,因此,應(yīng)控制水中的氧含量。日本的《建筑用管道腐蝕對策指南》認(rèn)為,水中如果存在大量硫化物、氧、氨,會產(chǎn)生較大的腐蝕性??傊?,盡管電力銅管用于供暖是公認(rèn)的好材料,在熱水系統(tǒng)中發(fā)生點蝕的情況也極個別,但是也應(yīng)引起注意。以往應(yīng)用中的經(jīng)驗值得借鑒,在使用的過程中,應(yīng)當(dāng)特別重視水質(zhì),使水質(zhì)達到標(biāo)準(zhǔn)要求,系統(tǒng)設(shè)備及管道的使用壽命。