铜管使用中的问题浅析

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1、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gdcopper1、铜管和热交换器的耐压性和爆破压力gdcopper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gdcopper冷媒的种类最高工作压力R12 1.35R221.6R134a1.1R407C1.8R410A2.41、常用冷媒标准工况下的工作压力表 1gdcopper2、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gdcopper水压试验计算公式P

2、 = P试验用水的静压力Mpat管材壁厚 mmD管材外径 mms材料的允许应力 Mpa Tp2铜管允许应力规定为s=41.2Mpa(6000psi)gdcopper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)19.52 0.76.44 29.52 0.54.52 39.52 0.353.12 49.52 0.30 0.202.6659.52 0.28 0.122.48 69.52 0.27 0.162.39 77 0.27 0.153.28 87 0.25 0.183.03gdcopper2、2 铜管的爆破压力 表 3 几

3、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 19.52 0.732.033111.629.52 0.522.4822.512.039.52 0.3515.5316.511.649.52 0.30 0.2013.2514.012.259.52 0.28 0.1212.3412.512.369.52 0.27 0.1611.9012.511.977 0.270.1516.3216.508.587 0.25 0.1815.0715.009.0gdcopper3、热交换器的工作压力和

4、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123114.615.516.517.0靠近钎焊处 的挡板下40mm处214.615.516.517.2靠近钎焊处 的挡板下5mm处314.615.516.516.9U形弯曲部外侧414.616.016.517.0U形弯曲部外侧515.016.016.517.2铝翅片边缘处614.616.016.516.8铝翅片边缘处714.616.0/17.1U形弯曲部外侧814.616.0/17.3靠近钎焊处 的挡板下13mm处914.616.5/17.4U形弯曲部外侧1014.616

5、.5/16.7靠近钎焊处 的挡板下2mm处平均爆破压力17.06gdcopper4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gdcopper2、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

6、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, 起皱皱高度0.5毫米.gdcopper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

7、孔不匹配 2胀头 磨损， 直径偏小1U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。gdcopper2、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 1gdcopper图 1gdcopper2、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

8、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gdcopper4）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gdcopper3、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。 gdcopper3）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

9、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。gdcopper4）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。gdcopper（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gdcopper5）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）gdcopper（2）钎料流失在管腔中形成焊料瘤（图 3）gdcopper（3）虚焊（未焊透）（图 4）gdcoppe

10、r（4）钎缝中的气孔（图 5 ）gdcopper（5）溶蚀和溶穿（图 6）gdcopper（6）母材铜管过烧与烧穿（图 7 ）a 外表面 b 内表面gdcopper4、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 8gdcopper图 8gdcopper2）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

11、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 gdcopper图 9gdcopper图 10gdcopper3）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

12、化妆品；调味品和杀虫剂。 gdcopper4）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Cu2O和二价铜复 合物。4 CuX+1/2O2 Cu2O+2CuX2（3）CuX + X- CuX2+ e-（4）gdcopper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。

13、CuX2+ 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。O2+2H2O+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Cu2O。该Cu2O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Cu2O。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）。gdcopperMechanism presumedAnts Nest Corrosion and Its PreventionAnodic r

14、eactionCathodic reactionCu - Cu+ + e-CuX2 + Cu - 2CuX- Cu+ +X- - CuX- 4CuX + 1/2O2 - Cu2O + 2 CuX2- CuX + X CuX2 + e-O2 + 2H2O + 4e- - 4OH-CuX2CuX24CuX + 1/2O2 - Cu2O + 2 CuX2- CuX + X CuX2 + e-gdcopper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。