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    Hylife12Cr1MoVG合金管-空調連接管路的革新之作

    Hylife12Cr1MoVG合金管-空調連接管路的革新之作

    12Cr1MoVG合金管

    空調連接管主要包括連接室內機與室外機的管道以及VRV空調系統中連接各個房間蒸發器的各個分支管路,如圖1所示,左側為室外機(內含壓縮機、膨脹閥和冷凝器等),右側羅列了若干個蒸發器分布在不同的房間,室內外換熱器就是通過連接管道來連接的。
            12Cr1MoVG合金管管道本身的質量特性(包括強度、質地及抗腐蝕性能等)和可操作性(如折彎、焊接及耐壓等)直接影響著空調整體使用性能。試想,若連接管抗腐蝕性能較差,客戶使用一兩年后因連接管腐蝕穿孔導致冷媒泄漏,即使最好的四大件(壓縮機、蒸發器、冷凝器和膨脹閥)也會因此而難以正常工作。因此,空調連接管路材料本身以及操作安裝必須引起足夠的重視。       從材料角度來看,作為空調連接管使用的傳統材料是銅管。銅管具有較好的強度和延伸特性,且安裝操作方法已經深入人心,但受困于這些年暴漲后并維持高位的銅價,空調企業的利潤空間也隨之蒸發。在成本重壓替代材料的研發及嘗試成為許多學者或企業改變現狀的重要課題。在此背景下,本文提出一種新的管材—Hylife合金管代替銅管作為空調連接管路,在不影響連接管使用性能的基礎上來達到降低成本的目的。       Hylife合金管,顧名思義,是由鈦、錳、硅、鋁、鎂等多種合金構成的管材(Hylife,即HighLife,長壽命之意),是種很特別的金屬,外形很像鋼材,但質地卻非常輕盈,密度只有銅管的三分之一,而且比銅管更經濟,成為常規空調連接管銅管的革新之作。Hylife合金管在歐洲、美洲等地區已經得以大批量使用,澳大利亞也在積極的推進,尤其是南美的巴西市場,Hylife合金管替代銅管取得了較大的成功,每年都有幾百噸的銅管被Hylife合金管替代。如此成功,相比銅管,除了如上提到的重量輕和價格低外,Hylife合金管的其他的優良特性也起關鍵作用。       第一,Hylife合金管是由穩定性極強的航空用鈦金屬和本身質量較輕的金屬元素(如鎂和鋁等)構成,其成分配比經過了多次的擠壓和腐蝕試驗驗證得以確認。相比成分較為單一的紫銅管,Hylife合金管質地更加輕(銅管密度的三分之一)穩定性更強。       第二,Hylife合金管表面有一層氧化膜,緊緊地貼在金屬表層抵抗著外部環境的侵蝕,當局部區域有機械損傷發生后,仍能立即自我修復,有效地保護著主體基材,長時間使用仍能保持其原有的銀白光亮色。銅管在這方面表現的就稍遜色些,長時間存放在空氣中,銅管

    表面因缺乏足夠的保護而容易發生化學反應生成翠綠色的堿式碳酸銅物質(俗稱銅銹)影響銅管美觀和管材耐壓安全。
              第三,Hylife12Cr1MoVG合金管作為連接管在管路熱保持方面具有更優良的特性。眾所周知,空調連接管中流動是制冷劑,管外層都要包裹厚厚的保溫棉,目的是減少管內制冷劑與外界環境的換熱以提高系統能效。Hylife合金管的熱傳導率只有普通銅管的一半,即Hylif合金管相對更難以散熱,可以保持制冷劑的過冷度,減少其散發,降低蒸發器內部制冷劑熱干度,提高機組的制冷量或制熱量。       第四,針對抗腐蝕方面,許多人對銅管代替工作持有擔心,但是Hylife合金管的出現,消除了大部分人的疑慮,只因Hylife合金管表現出的卓越的抵抗腐蝕的能力。金屬腐 蝕據其原理可分為晶間腐蝕、點腐蝕、電化學腐蝕和均勻腐蝕等。   首先,晶間腐蝕是沿著晶粒邊界發生的選擇性腐蝕。晶界是金屬晶粒間的錯接區,是高能區,具有更強的化學活性,因而在大多數情況下晶界比晶粒本身腐蝕得快而發生晶間腐蝕。常見的硅(Si)和鐵(Fe)元素形成相容易發生在晶界上,是引發晶間腐蝕的關鍵元素。Hylife合金管成分配比中刻意減少了Si和Fe的含量,減少了晶間腐蝕的發生概率。    其次,點腐蝕又稱孔腐蝕,是在金屬上產生針尖狀、點狀或孔狀的一種極為局部的腐蝕形態。點腐蝕是一種非常常見的腐蝕形態,當管材表面有些擦傷或基材內部存有未通針孔時很容易發生。該局部缺陷處當存在水分以及鹽離子時,氯離子或氫離子不斷與金屬基材發生化學反應最終導致穿孔失效。Hylife合金管通過增加錳(Mn)元素含量細化晶粒以及采用優良的生產工藝,減少了點腐蝕的發生。Hylife合金管原材料都經過了特殊的均質化處理,使偏析和富集在晶界和枝晶網絡上的可溶解金屬間化合物發生溶解,使固溶體濃度沿晶?;蛘麄€枝晶均勻一致,特殊均質化處理從微觀角度上減少了點蝕的發生。另外,Hylife合金管是通過棒材擠壓然后拉拔實現的,在生產過程中增加了ILA(In Line Annealing,在線退火)工藝,相比常規的爐膛退火,Hylife合金管晶粒更加細?。ㄈ鐖D3所示),減少了點狀腐蝕的發生概率。

      另外,Hylife12Cr1MoVG合金管在出廠前都經過渦流探傷儀的檢測,微小的基材缺陷或表面擦傷均能識別并進行噴墨標識,在后道工序中進行剔除,確保了客戶拿到的是合格且優秀的Hylife合金管材。    再次,電化學腐蝕也是一種常見的腐蝕形態,它發生在不同腐蝕電位的金屬接觸且周邊存在水等電解質環境下,形成局部原電池,腐蝕電位低的金屬因活性更強而被作為陽極,腐蝕電位高的金屬則作為陰極,陽極金屬首先被腐蝕消耗。Hylife合金管本身具有較強的抗腐蝕特性,但為減少或避免電化學腐蝕的發生,其在化學成分上做了些優化,如減少了銅(Cu)含量,因銅腐蝕電位相對較高,銅量增加容易使得Hylife合金管腐蝕電位整體降低而被優先腐蝕;但是銅本身是一種重要的合金元素,具有一定的固溶強化效果。因此,如何平衡并嚴格控制銅的含量是Hylife合金管原材料生產中重要的一環。除此之外,在Hylife合金管安裝過程中也需要注意:使用Hylife合金管專用的去毛刺、擴口等工具,跟銅隔離開來。    最后,就是均勻腐蝕。是接觸腐蝕介質的金屬全表面或大部分表面均勻進行的腐蝕,是最常見的腐蝕形態。金屬的腐蝕難以避免,而均勻腐蝕也是設計或使用過程中更傾向的一種。
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    消磁鋼管1.jpg

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