暖通空调制冷通风管道的耐腐蚀性能研究

许钟文

摘要：目前，空调已经在人们的日常生活中普及，在空调制冷过程中，受到温度、化学制剂等多种因素的影响，制冷通风管道中可能会出现不同程度的腐蚀现象，文章选取了普通空调常用的制冷通风管材进行耐腐蚀性能研究，以期为业内人士提供参考。

关键词：暖通空调；制冷通风管道；耐腐蚀性能

一、暖通空调制冷通风管道耐腐蚀性实验分析

1、耐腐蚀性实验材料的选择

文章选取的实验管材是普通暖通空调的制冷管道中，比较常见的13Cr管道材料。这种材料中存在的化学成分有钼元素、碳元素、铜元素、锰元素、铁元素、硅元素、铬元素以及镍元素。想要准确测定管材中包括的主要化学成分，通过电感耦合的方式可以确定。在采购实验材料的时候，由于材料质量和性质直接关系到实验分析的结果，因此采购人员必须给予充分重视。

2、耐腐蚀性能研究方法

首先，实验分析人员需要按照暖通空调的运行系统设置实验场景，然后模拟制备部分通风管道中可能存在的腐蚀物质。在该研究项目中，主要的实验目的就是为了探究二氧化碳的分压、温度以及氯气的浓度具体会对通风管道造成什么样的腐蚀性影响。当实验温度控制在65-220℃的区间的时候，氯气的浓度应该控制在55g/L，与此同时二氧化碳的分压要设置成为2.8MPa，实验观察时间设定为130h。如果将二氧化碳的分压调整到0.6-6MPa的范围内，那么此时氯气的浓度不变，温度需要控制在155℃，实验时长仍为130h。当把氯气浓度调整到5500～190000mg/L范围内的时候，温度保持不变，二氧化碳的分压应该设置为2.8MPa，实验观察时间依旧保持不变。为了得出准确的研究结果，实验人员还需进行失重腐蚀实验，技术人员要分别记录样品腐蚀之前，和被腐蚀之后的重量，在观察实验样品在腐蚀过程中的表层形状的时候，需要使用扫描电镜设备来完成。

二、暖通空调制冷通风管道的耐腐蚀性能研究结论分析

1、温度对于通风管道造成的腐蚀性影响

在实验过程中研究人员发现，随着实验温度的不断上调，管材的腐蚀性反应速率呈现出显著上升的状态，但是当其反应速率到达一定的峰值之后，又呈现出下降的趋势。从文章中提到的实验中可以观察得知，当实验温度达到186℃的时候，管材的腐蚀速率达到了最大数值。对实验数值进行分析并且参照相关监测标准之后可以得知，腐蚀程度最轻的时候，温度应该控制在186-210℃之间。通过观察发现，文章中实验所选管材在实验期间整体腐蚀速率都处于相对较低的状态，符合普通暖通空调通风管道的安全使用标准。之所以管材在这种环境下不会发生严重的腐蚀反应，可能与管材中存在的铬元素有关，这种元素通常会在管材的表层上形成钝化膜，这种钝化膜能够起到有效的保护作用，能够有效抑制腐蚀现象，如果温度处于大幅度下降的状态，钝化膜不会产生，实验温度上升之后，管材表面便会生成钝化膜，抑制腐蚀速率。

在实验环境温度处于95～155℃之间时，在经过了高温高压的腐蚀影响后试样的表层腐蚀情况相对较为完整，并且在腐蚀之前的抛光迹象依然十分清晰，此即表明在腐蚀情况发生时所形成的膜层较为纤薄。伴随着温度的上升，在腐蚀温度达到185℃之后，试样的表层抛光迹象已经十分模糊，此即表明表面钝化膜已逐步产生，且膜层相对较厚。由表面的膜层形貌来看，较为致密凭证，因此在试验过程中所发生的腐蚀现象可推测是均匀的。

2、二氧化碳分压对通风管道造成的腐蚀性影响

通过进行二氧化碳分压实验可以发现，随着压力的不断提升，管材被腐蚀的速率也逐渐加快，但是上升到一定程度之后，又出现下降的状态，当分压达到2.9MPa的时候，管材的腐蚀速率处于最高状态。通过对实验中的腐蚀程度进行检测，可以发现二氧化碳分压实验中管材的腐蚀状态处于较轻程度。当分压升高的时候，腐蚀速率会增高，此时是因为二氧化碳溶解在了腐蚀性实验溶液当中，因此加快了腐蚀反应。当反应进行到一定程度之后，管材腐蚀之后的产物会对腐蚀反应产生抑制作用，这也是反应速率逐渐减小的原因。通过观察可以得知，实验中的分压值设置在1.6MPa的时候，实验管材没有发生比较明显的腐蚀性反应，表面的抛光迹象还可以看到。当分压值超过了2.7MPa之后，管材的表层开始出现腐蚀性物质，随着时间的流逝，腐蚀性产物的数量逐渐增多，直到分压值高达5.6MPa的时候，管材的钝化膜厚度足够，已经形成了一道厚厚的屏障，对于腐蚀性反应的抑制作用非常明显，在这个时候也就是反应速率开始下降的时候。

3、氯浓度对于通风管材的腐蚀性影响

在实验中可以发现，通过调整氯气浓度，令其浓度逐渐增加，管材的腐蚀反应越发激烈，速率显著提升，直到氯气的浓度达到了55g/L之后，成为了反应中的過渡数值，在这个浓度状态下，腐蚀反应的速率是最高的，超出这个浓度之后，即使浓度一直在增加，管材的腐蚀反应处于逐渐消退的状态。实验中的通风管材在高温高压强的实验条件下进行的腐蚀性反应，实质上属于一种电化学反应。在这种反应中充当阳极反应的部分是铁元素的氧化还原反应，虽然在此过程中氯气没有参与到反应当中，但是氯气浓度的上升会改变实验溶液中的盐度，盐度的提升抑制了二氧化碳在水中的溶解，阴极反应部分此时就受到了抑制。阴极部分的反应程度逐渐减小，腐蚀反应也就受到了抑制，反应速率呈下降趋势。这也就是氯气浓度到达临界值的时候，腐蚀反应反而冷却的根本原因。当氯气浓度值较低的时候，可以观察到实验管材表层部分没有明显的被腐蚀迹象，抛光迹象依旧可以观察的到。这个状态下管材表层的钝化保护膜只有薄薄的一层。前文提到，钝化膜的主要成分是管材中的铬元素，只有在温度条件达标的情况下，铬元素才会大量聚集在材料表层，抑制反应溶液中的二氧化碳溶解，有效保护管材，抑制腐蚀。与此同时如果氮元素的浓度处于持续上升的状态，那么管材保护膜中的碳元素会逐渐减少。基体材料和反应溶液之间的化学反应就会逐渐冷却，整体腐蚀速率就会下降。

4、暖通空调制冷通风管道的耐腐蚀性能研究实验结论分析

在研究过程中，通过控制实验的温度，令其处于不断上升的状态，实验管材的腐蚀反应会呈现出先激烈后冷却的状态，这是一种反应速率先上后下的趋势。在该实验中，温度的临界点为186℃。通过控制二氧化碳的分压值，令其不断增加，管材的腐蚀反应速率也是先上后下，在该反应中，二氧化验的分压临界值为2.7MPa。在实验中通过控制氯元素的浓度可以发现，浓度越高，腐蚀反应越发激烈，到达浓度的临界值55g/L之后，即使浓度继续加大，腐蚀反应还会处于继续下降的状态，此时浓度对于腐蚀反应基本没有较大影响。

在进行暖风空调制冷通风管道耐腐蚀性实验研究的过程中，研究人员应该注重科学合理化研究方式，对原材料实验的安全、质量都要严格控制。研究负责人必须承担起相应的责任，将空调原材料过程从项目开始的设计规划到中间进行实验，再到最后的结果分析，每一个环节都必须做到认真严谨，严格把控，这样才能够保证实验进程的准确、精细，才能保证研究结果具有相应的参考价值。

参考文献

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（作者单位：广东申菱环境系统股份有限公司）