Ｍ 铜管的腐蚀研究及应用 赵晓博，李艳伟，陈远涛 （格力电器（芜湖）有限公司，安徽芜湖２１４（１８（／） 摘要：自１９７０年代末期以来，空调铜管经常出现蚁巢腐蚀，通过案例研究和试验，认为腐蚀介质为羧基酸和分解成该酸的化 学物质，由于铜管内部残留物质对铜管造成腐蚀，发生由内向外的，破坏形态很像蚂蚁在地面以下打的洞，而主要的腐蚀刺为 甲酸（蚁酸），这样的腐蚀被称作蚁巢腐蚀目前铜管的蚁巢腐蚀已得到广泛认识，由于这种腐蚀而导致的过早损坏已有减少、 关键词：化学物质；蚁巢腐蚀；分解 中图分类号：ＴＧ１７４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ １—５（）０４（２０１８）０４—０２４９—２ １定义 自１９７０年代末期以来，一种会导致铜管过早损坏的特殊局 部腐蚀，在空调、冰箱的热交换器和／或建筑管材上频频出现。 用光学显微镜检查薄壁管材横切面可以看出腐蚀部分有互相连 通的迷宫似的沟槽，在显微路径上不规则地出现有氧化铜…。由 于横向看形状很象蚁巢，所以把这种类型的腐蚀称做“蚁巢腐 蚀”或“蚁窝腐蚀”。 近年来，合成建筑材料粘合剂、化妆品、木材和杀虫剂也被 怀疑是腐蚀介质…’伯 。这些分解物和挥发性有机物包括羧基 蚁巢腐蚀机理实质上就是电化学反应，由于水的存在。里面 含有少量氢离子和氢根离子，同时还溶解了少量的氧气，在铜表 面形成了一层电解质溶液，从而形成了一个微小电池，铜失去电 子与腐蚀媒形成低价铜化合物，再与氧气发生氧化反应，形成二 价化合物，再与铜反应产生低价化合物，从而产生循环反应 。 （阳极反应） Ｃｕ Ｃｕ＋＋ｅ Ｃｕ＋＋Ｘ一＿＿＇ＣｕＸ 腐蚀媒 ４Ｃ１ｌＸ＋１－ ２０２—＋Ｃｕ２Ｏ＋２Ｃ＇ｕＸ２ 酸、醛类和酒精。通过不懈研究和推广，目前铜管蚁巢腐蚀已得 到了广泛认识 卜 ，由于这种腐蚀而导致的过早损坏已经减 少。 氧气 Ｃ＇ｕＸ２＋Ｃ＇ｕ—＋２ＣｕＸ 巫 （阴极反应） ０２＋２Ｈ２０＋４ ｅ一一－＋４ＯＨ一 蚁巢腐蚀为目前空调行业痛点，经过专家及各企业多年的 分析与研究发现，蚁巢腐蚀就是腐蚀媒、水、氧、铜四者之间发 生电化学反应，导致铜管泄露的现象，而此处的腐蚀媒为低级 羧酸，也是发生蚁巢腐蚀的直接原因，其主要来源为油遇水分解 （图１）。 ２腐蚀的研究及应用 根据蚁巢腐蚀的发生原理，四要素中缺少一项就不会发生 蚁巢腐蚀，因此，预防蚁巢腐蚀的发生主要从油、水、氧气三方 面去控制，具体如下： 由于油的成分ＪＪｌ】水分解产生低级艘艘 （铡幸哿力ｌ Ｊ．Ｆｆ１ｊ捅 技 阿 什ｆｍ） 来源ｒ夏季 保骨期ｆＨ］温 度Ｌ升（促 进Ｉ－Ｎ紧） 来源｛ 夏肇保管 环境的湿，堑（健 进 Ｉ索） ２１用；由控制 图１ 梳理空调换热器生产过程，长Ｕ生产过程是管内油份的主 要来源，长Ｕ生产一个循环共有三次喷油，第一次是铜管送料之 前芯头对模具喷油，第二次是切割时对刀头喷油，第三次是弯管 芯头对铜管内壁喷油 · ；三次喷油将产生大量的挥发油残留在 Ｕ管内，因此管内油份源头控制就集中在长ｕ工序，而每次的喷 一 油量以及喷油次数将是优化改善的重点。 收稿日期：２０１８－０４ 作者简介：赵晓博，男，汉．生于１９８９年，安徽阜阳，本科，研究方向：家电 行业质量管理。 （１）降低喷油时间 长Ｕ工序直接影响管内油量为Ｕ管折弯芯头喷油，因此降 低管内残油重点需控制芯头喷油； ２４９ Ｍ （２）降低喷油量 。ｔ 可以缩短各因素共存时间，达到减缓蚁巢腐蚀速度。尤其是 制 品存放期间，物料均暴露在空气当中，管内挥发油、空气中的爪 蒸气、氧气，再加上夏季温度的上升，无形中加快蚁巢腐蚀的发 生；因此控制蚁巢腐蚀发生措施之一是控制物料存储控制，怏 速完成换热器内部形成密封环境。 由于喷油量无法从程序上直接调整，故我们在芯杆末端增 加节流阀，通过调节节流阀的开合度，进一步降低了管内油量。 （３）设备用控 设备用的液压油、黄油等油在空调换热器加工过程中无法 有效除去，因此该类油在生产过程中严禁接触换热器铜管。 ２＿２除油过程控制 ３总结 （１）蚁巢腐蚀的许多案例都是挥发性有机物质引起的，它ＩｆＪ 空调换热器在生产过程中除油的唯一一道工序就是烘干工 序，因此提高烘干除油能力是改善的重点。烘干机工作原理是燃 烧室对空气进行加热，加热后的空气经过风道进入烘道由下向 上对换热器进行热风加热，使挥发油挥发并脱脂，同时换热器喇 叭口处使用压缩空气对管内雾化的挥发油进行吹扫，将其吹出 后由风机将油雾排出达到烘干除油的目的。 从除油过程来看，直接起到排除管内油份的作用是在喇叭 从油类、抗氧化剂中分解和／或从粘合剂、聚乙烯泡沫塑料中渗 出等等。 （２）蚁巢腐蚀控制是行业一大难题，目前生产时管内油量的 控制、烘干机烘干能力的提升、在制品存储控制等各项措施落地 后，对换热器管内蚁巢腐蚀的控制是有效的；换热器蚁巢腐蚀 控制贯穿生产全部过程，生产过程重点需从油、水、氧气及物料 存储周期进行管控，从源头杜绝蚁巢腐蚀的发生。固 口处吹扫的压缩空气，因此烘干机除油的改善思路首先从侧面 压缩空气着手。 （１）优化烘干参数 空调换热器在烘干机内加热除油，理论分析换热器在烘干 机内加热温度越高、加热时间越长，除油效果越好。因此首先从 烘干温度和烘干线速上匹配并寻找最佳烘干温度和线速。 ２－３物料存储控制 参考文献 【１１ 王顺．铜管不锈钢管腐蚀性能及铁牺牲阳极保护研究［Ｄ１ 中 利 院删霄 生院（海洋研究所），２００８． ［２】 叶成龙．ＨＡ】７７—２黄铜管在模拟流动海水中的腐蚀行为［Ｄ】．灭雄＾ 学，２００７． ［３】 邓宇强，曹杰玉，宋敬霞，龙，张维科，姚建涛．腐蚀在线监测技牝 Ｌ 电厂凝汽器铜管上的应用［Ｊ］．中国电力，２００６（０５）：７２—７４． ［４】 张秀丽，莫逆，王应高，李保圜，张翠玲．凝汽器铜管腐蚀在线 １＇－ 蚁巢腐蚀产生因素有腐蚀媒、水、铜、氧气，以上因素在实 际生产过程中无法彻底杜绝，因此在生产过程中控制存储时间 的研究与应用［Ｊ］．华北电力技术，２００４（０８）：１７－１８． （上接２４８页） 铺路，不合格土壤重复固化稳定处理，直至符合相关标准。 其固化稳定处理工艺包括土壤预处理和稳定处理，预处理 工序主要是完成土壤的破碎、筛分和含水率控制，土壤粒径和含 ３结论 水率控制范围分别为０．５ｃｍＮ５ｃｍ和１５％－３０％；稳定处理主要 随着社会的不断发展，人们对生活环境和身体健康的关 是开展稳定剂添加、混合搅拌及土壤养护，其中稳定剂的添加量 控制在３％－４＿５％，混合阶段要保证土壤与稳定剂的充分混合接 触，养护温度控制在１５￣Ｃ－２５ｏＣ，时间为４－５周。 陈银合对无锡市某电镀企业的重金属污染土壤进行了分析， 土壤中铬、铜、镍、铅、锌含量分别为１８１００ ｍｇ·ｋｇ、９４６０ ｍｇ’ｋｇ、１１３０ ｍｇ‘ｋｇ一、１６５０ ｍｇ。ｋｇ～、７２０ ｍｇ。ｋｇ～，污 度越来越高，电镀企业重金属污染的土壤必须进行处理，才能 次进行流转利用，不然就会对人类健康带来重大的影响。本文ｉ羊 细分析了目前五种土壤修复技术的优缺点，其中化学淋洗法、 化稳定技术、安全填埋技术是成熟的技术，植物修复技术和水泥 窑共处置技术还处于试验阶段。 化学淋洗法可以处置复合污染土壤、修复效率高，但是成４＼ 染非常严重，通过采集的样品对小麦、小白菜、蚯蚓的毒性研究 表明，样品对小麦和小白菜均具有毒害作用，对蚯蚓有较强的毒 性，其中的５个样品对蚯蚓表现出急性致死，２个样品表现出亚 较高，修复单价约２０００－３０００元／平米，并且不适用于粘土； 固化稳定技术处理成本较低，修复单价约５００－８００元／平米， 修复效率高，但是其无法将重金属从土壤中除掉；安全填埋技 术修复效率高、处置成本相对较低，具体修复单价视工程而定， 但是其要求填埋周边无敏感目标。同时本文对化学淋洗法和 急性毒性。其选择《土壤环境质量标准》二级标准中的商业用地 铬、铜、镍、铅、锌含量为修复目标，采用化学淋洗法对重 度污染土壤进行处理。修复过程中采用化学淋洗法对重度污染 土壤进行处理，采用固化稳定技术对中度和轻度污染土壤进行 处理。化学淋洗法采用一级、二级联合的处理工艺，将重度污染 的土壤进行一级淋洗，处理后合格的土壤进行自然千化，污水进 入回收处理系统，不合格的土壤进入二级淋洗装置；二级淋洗 处理后的土壤进行自然干化，污水也进入回收处理系统；一级、 二级处理工序的污水在污水处理系统中处理合格后，回用至一 化稳定技术在常州、无锡两个地方电镀企业污染土壤处理情 进行了详细介绍，包括其处理采用的固化稳定剂、处理工艺等， 希望为以后的电镀企业周围的土壤重金属污染修复提供借鉴崽 义。图 参考文献 ［１】 许石豪，张帅，胡林潮．电镀场地重金属污染土壤稳定化修复工程膨蹦 Ｈ 【Ｊ］．ｒ ｆＥ Ｉ：，２Ｏ１７，４４（０１）：９５～９７． 【２］ 陈银合．化学淋洗和固化／稳定化技术修复重金瞩污染土壤［Ｊ］安徽农 ¨ 学，２０１６，４４（０１）：ｌ５６－１ ５８． 级、二级处理工序，减少淋洗工艺中的用水量，剩余的含重金属 污泥委托相关具有资质的单位处理。中、轻度污染土壤直接采用 将土壤与固化、稳定药剂进行混合处理，合格的土壤用于回填或 ２５０ ［３］ 王洪才．重金属污染土壤淋洗修复技术和围ｆｈ／稳定化修复技术研究 】浙 江大学，２０１４．
