換熱芯體產(chǎn)品細(xì)節(jié)耐腐蝕性測試方法

一、耐腐蝕性測試的核心意義與測試原則

換熱芯體的耐腐蝕性直接決定其在特定介質(zhì)與環(huán)境中的使用壽命，耐腐蝕性測試是驗(yàn)證芯體材質(zhì)適配性、工藝可靠性及產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過模擬實(shí)際使用場景中的腐蝕條件，測試可實(shí)現(xiàn)三大目標(biāo)：一是評(píng)估不同材質(zhì)（如銅、鋁、不銹鋼、鈦合金）在特定介質(zhì)中的耐腐蝕性能，為材質(zhì)選型提供依據(jù)；二是檢測芯體表面處理工藝（如親水涂層、環(huán)氧涂層）的防護(hù)效果，判斷涂層附著力與耐蝕穩(wěn)定性；三是驗(yàn)證芯體焊接、拼接等連接部位的耐蝕性，排查工藝缺陷導(dǎo)致的腐蝕隱患。

耐腐蝕性測試需遵循三大原則：一是模擬真實(shí)性，測試介質(zhì)、溫度、壓力等參數(shù)需貼近實(shí)際使用工況；二是操作規(guī)范性，嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，確保測試結(jié)果可重復(fù)、可對(duì)比；三是安全防護(hù)性，測試過程中需采取防護(hù)措施，避免腐蝕性介質(zhì)泄漏造成人員傷害或環(huán)境污染。

二、按腐蝕環(huán)境分類的常用測試方法

根據(jù)換熱芯體的使用環(huán)境，耐腐蝕性測試可分為液體介質(zhì)腐蝕測試、氣體介質(zhì)腐蝕測試及綜合環(huán)境腐蝕測試三大類，各類方法適用于不同場景。

（一）液體介質(zhì)腐蝕測試（適用于液 - 液、氣 - 液換熱芯體）

液體介質(zhì)腐蝕是芯體常見的腐蝕形式，測試方法通過將芯體或試樣浸泡在模擬介質(zhì)中，評(píng)估其耐腐蝕性能，主要包括以下四種：

1. 浸泡腐蝕測試（GB/T 10124-2021）

測試原理：將芯體試樣（尺寸通常為 50mm×25mm×2mm，取自實(shí)際芯體材質(zhì)或連接部位）浸泡在特定腐蝕介質(zhì)中，在設(shè)定溫度下保持一定時(shí)間，通過測量試樣重量變化、外觀變化及腐蝕速率，判斷耐腐蝕性。

測試流程：

① 試樣預(yù)處理：用砂紙（400-800 目）打磨試樣表面至光亮，去除氧化層，用酒精清洗后晾干，稱重（精確至 0.1mg）并記錄初始尺寸；

② 介質(zhì)配置：根據(jù)工況配置介質(zhì)，如模擬工業(yè)冷卻水（含氯離子 200mg/L 的水溶液）、模擬酸堿溶液（10% 鹽酸、5% 氫氧化鈉溶液）；

③ 浸泡試驗(yàn)：將試樣懸掛在介質(zhì)中（避免試樣接觸容器壁），置于恒溫箱內(nèi)，設(shè)定溫度（如 25℃、50℃、80℃），浸泡時(shí)間根據(jù)需求設(shè)定（通常為 24h、72h、168h、1000h）；

④ 后處理與檢測：取出試樣，用軟毛刷去除表面腐蝕產(chǎn)物，用酒精清洗后晾干，再次稱重，計(jì)算腐蝕速率 [腐蝕速率 =（初始重量 - 終重量）/（試樣面積 × 浸泡時(shí)間），單位：g/(m2?h)]；同時(shí)觀察試樣表面有無點(diǎn)蝕、裂紋、剝落等現(xiàn)象。

結(jié)果判定：普通鋁試樣在 5% 氫氧化鈉溶液中（25℃，72h）腐蝕速率＞10g/(m2?h) 為不合格；304 不銹鋼試樣在含氯離子 200mg/L 的水溶液中（50℃，168h）腐蝕速率＜0.1g/(m2?h) 為合格，且無點(diǎn)蝕現(xiàn)象。

2. 電化學(xué)腐蝕測試（GB/T 17899-1999）

測試原理：利用電化學(xué)工作站測量芯體試樣在腐蝕介質(zhì)中的極化曲線、阻抗譜等電化學(xué)參數(shù)，快速評(píng)估腐蝕速率與腐蝕機(jī)制，適用于實(shí)驗(yàn)室快速篩選材質(zhì)。

測試流程：

① 試樣制備：將芯體制成工作電極（暴露面積 1cm2，其余部分用環(huán)氧樹脂封裝），打磨至光亮并清洗晾干；以鉑片為輔助電極，飽和甘汞電極為參比電極，組成三電極體系；

② 介質(zhì)準(zhǔn)備：將測試介質(zhì)（如海水模擬液、工業(yè)廢水模擬液）倒入電解池，恒溫至 25℃；

③ 電化學(xué)測量：先進(jìn)行開路電位測試（穩(wěn)定 30min），再進(jìn)行動(dòng)電位極化曲線測試（掃描速率 1mV/s，掃描范圍 - 0.2V~+0.8V），進(jìn)行電化學(xué)阻抗譜測試（頻率范圍 10?Hz~10?2Hz，交流振幅 10mV）；

④ 數(shù)據(jù)處理：通過極化曲線計(jì)算腐蝕電流密度（腐蝕電流密度越小，耐腐蝕性越強(qiáng)），通過阻抗譜分析腐蝕界面的電荷轉(zhuǎn)移阻力。

結(jié)果判定：鈦合金試樣在海水模擬液中的腐蝕電流密度＜1×10??A/cm2 為合格；鋁合金試樣的腐蝕電流密度＞1×10??A/cm2 為耐蝕性較差。

3. 水垢腐蝕模擬測試（GB/T 23296.1-2009）

測試原理：模擬硬水在芯體表面結(jié)垢后的 “垢下腐蝕" 現(xiàn)象，評(píng)估芯體在結(jié)垢工況下的耐蝕性，適用于壁掛爐、熱水器等接觸硬水的芯體。

測試流程：

① 試樣準(zhǔn)備：同浸泡腐蝕測試，記錄初始狀態(tài)；

② 硬水配置：按鈣硬度 500mg/L、鎂硬度 200mg/L 配置硬水，加入 0.5% 氯化鈉模擬腐蝕性；

③ 循環(huán)測試：將試樣置于循環(huán)系統(tǒng)中，硬水以 0.5m/s 流速流經(jīng)試樣表面，溫度控制在 60℃，持續(xù)循環(huán) 1000h，期間定期觀察結(jié)垢情況；

④ 檢測評(píng)估：停止測試后，去除試樣表面水垢，稱重計(jì)算腐蝕速率，檢查有無局部腐蝕坑。

結(jié)果判定：不銹鋼板式芯體在該測試中腐蝕速率＜0.05g/(m2?h)，且無深度＞0.1mm 的腐蝕坑為合格。

4. 縫隙腐蝕測試（GB/T 10127-2002）

測試原理：模擬芯體連接部位（如管束與管板、板片與墊片）的縫隙環(huán)境，評(píng)估縫隙處的局部腐蝕性能，適用于管翅式、板式芯體。

測試流程：

① 試樣組裝：將兩個(gè)相同材質(zhì)的試樣（50mm×25mm×2mm）平行放置，中間用 0.1mm 厚的聚四氟乙烯墊片隔開，形成縫隙，用螺栓固定；

② 浸泡測試：將組裝好的試樣浸泡在 3.5% 氯化鈉溶液中，25℃下浸泡 168h；

③ 拆解檢測：拆解試樣，觀察縫隙內(nèi)部有無腐蝕，測量腐蝕區(qū)域面積與深度。

結(jié)果判定：316 不銹鋼試樣縫隙內(nèi)無明顯腐蝕為合格；304 不銹鋼試樣若出現(xiàn)連續(xù)腐蝕區(qū)域且深度＞0.05mm 為不合格。

（二）氣體介質(zhì)腐蝕測試（適用于氣 - 氣換熱芯體）

氣體介質(zhì)腐蝕主要包括鹽霧腐蝕、濕熱腐蝕等，測試通過模擬高鹽、高濕等氣體環(huán)境，評(píng)估芯體的耐蝕性，常用方法有兩種：

1. 中性鹽霧測試（GB/T 10125-2021）

測試原理：將芯體或試樣置于鹽霧試驗(yàn)箱內(nèi)，持續(xù)噴射 5% 氯化鈉溶液霧（pH 值 6.5-7.2），模擬沿海、海洋等鹽霧環(huán)境，評(píng)估芯體的耐蝕性能，氣體腐蝕測試方法。

測試流程：

① 試樣預(yù)處理：芯體試樣（可采用完整小型芯體或代表性部件）用酒精清洗，去除表面油污，記錄初始外觀；

② 試驗(yàn)箱設(shè)置：溫度控制在 35℃，鹽霧沉降量 1-2mL/(h?80cm2)，噴霧壓力 0.07-0.1MPa；

③ 鹽霧測試：將試樣懸掛在試驗(yàn)箱內(nèi)（與垂直方向成 15°-30° 角），持續(xù)測試（時(shí)間根據(jù)要求設(shè)定：24h、48h、96h、168h、500h）；

④ 結(jié)果檢測：取出試樣，用流動(dòng)清水沖洗 5min，晾干后觀察表面腐蝕情況（如銹跡、點(diǎn)蝕、涂層脫落），記錄腐蝕面積占比。

結(jié)果判定：親水鋁箔芯體試樣測試 96h 后，腐蝕面積占比＜5% 且涂層無脫落為合格；普通鋁芯體測試 48h 后若出現(xiàn)明顯銹跡為不合格。

2. 濕熱腐蝕測試（GB/T 2423.3-2006）

測試原理：模擬高溫高濕環(huán)境（如南方梅雨季節(jié)、浴室環(huán)境），評(píng)估芯體在濕熱條件下的耐蝕性，適用于新風(fēng)系統(tǒng)、除濕機(jī)等芯體。

測試流程：

① 試樣準(zhǔn)備：同鹽霧測試，記錄初始狀態(tài)；

② 試驗(yàn)箱設(shè)置：溫度 40℃，相對(duì)濕度 93%±2%，無凝露；

③ 濕熱暴露：將試樣放入試驗(yàn)箱，持續(xù)暴露 168h、336h；

④ 檢測評(píng)估：取出試樣，觀察表面有無霉斑、腐蝕，涂層有無起泡，必要時(shí)進(jìn)行附著力測試（劃格法：用刀片劃 1mm×1mm 方格，用膠帶粘貼后無涂層脫落為合格）。

結(jié)果判定：環(huán)氧鋁箔芯體測試 336h 后，表面無霉斑、涂層附著力達(dá)到 0 級(jí)（劃格后無脫落）為合格。

（三）綜合環(huán)境腐蝕測試（適用于復(fù)雜工況芯體）

綜合環(huán)境腐蝕測試模擬多種腐蝕因素共同作用的場景，更貼近實(shí)際使用環(huán)境，主要包括以下兩種：

1. 溫濕度 - 鹽霧循環(huán)測試（GB/T 2423.18-2021）

測試原理：交替進(jìn)行鹽霧、高溫干燥、濕熱等階段，模擬晝夜溫差、干濕交替的復(fù)雜環(huán)境，評(píng)估芯體的耐蝕穩(wěn)定性，適用于戶外安裝的空調(diào)冷凝器、汽車散熱器等芯體。

測試流程：

① 循環(huán)設(shè)置：一個(gè)循環(huán)周期為 24h，包括鹽霧階段（8h，35℃，5% 氯化鈉鹽霧）、高溫干燥階段（8h，60℃，相對(duì)濕度＜30%）、濕熱階段（8h，40℃，相對(duì)濕度 93%）；

② 試樣測試：將芯體試樣放入試驗(yàn)箱，進(jìn)行 3 個(gè)、5 個(gè)或 10 個(gè)循環(huán)測試；

③ 結(jié)果檢測：每個(gè)循環(huán)結(jié)束后觀察試樣外觀，測試完成后計(jì)算腐蝕速率，檢查涂層完整性。

結(jié)果判定：汽車鋁制散熱器芯體經(jīng)過 5 個(gè)循環(huán)測試后，無明顯腐蝕穿孔，散熱管與翅片連接部位無松動(dòng)為合格。

2. 腐蝕 - 振動(dòng)復(fù)合測試（JB/T 10538-2005）

測試原理：在腐蝕環(huán)境中同時(shí)施加振動(dòng)載荷，模擬汽車、船舶等移動(dòng)設(shè)備中芯體的工作狀態(tài)，評(píng)估芯體在腐蝕與振動(dòng)共同作用下的耐蝕性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

測試流程：

① 試樣固定：將小型完整芯體（如汽車中冷器芯體）固定在振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上；

② 腐蝕環(huán)境設(shè)置：在試驗(yàn)臺(tái)周圍設(shè)置鹽霧噴射裝置，噴射 5% 氯化鈉鹽霧（35℃）；

③ 振動(dòng)加載：設(shè)定振動(dòng)參數(shù)（頻率 10-50Hz，振幅 0.5-1mm，加速度 10-20m/s2），持續(xù)測試 24h；

④ 檢測評(píng)估：測試后檢查芯體有無泄漏（水壓試驗(yàn)）、結(jié)構(gòu)變形，觀察腐蝕部位的損傷程度。

結(jié)果判定：測試后芯體無泄漏、無明顯變形，腐蝕區(qū)域未延伸至結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位為合格。

三、芯體涂層耐腐蝕性的專項(xiàng)測試方法

針對(duì)親水鋁箔、環(huán)氧鋁箔等帶涂層的芯體，需額外進(jìn)行涂層耐蝕性專項(xiàng)測試，重點(diǎn)評(píng)估涂層的防護(hù)效果與穩(wěn)定性。

（一）涂層附著力測試（劃格法，GB/T 9286-1998）

測試原理：通過在涂層表面劃格，觀察涂層脫落情況評(píng)估附著力，附著力越強(qiáng)，涂層耐蝕性越好。

測試流程：

① 用刀片在芯體涂層表面劃 10×10 個(gè)方格（方格邊長 1mm，深度至基底材質(zhì)）；

② 用干凈毛刷清除劃格產(chǎn)生的碎屑；

③ 用 3M 膠帶（寬度 25mm）緊密粘貼在方格上，保持 10s 后以 45° 角快速撕離；

④ 觀察方格內(nèi)涂層脫落情況，按標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)（0 級(jí)：無脫落；1 級(jí)：脫落面積＜5%；2 級(jí)：脫落面積 5%-15%；3 級(jí)：脫落面積 15%-35%；4 級(jí)：脫落面積 35%-65%；5 級(jí)：脫落面積＞65%）。

結(jié)果判定：親水鋁箔芯體涂層附著力需達(dá)到 0 級(jí)或 1 級(jí)為合格。

（二）涂層耐溶劑性測試（GB/T 1734-1993）

測試原理：評(píng)估涂層抵抗有機(jī)溶劑侵蝕的能力，適用于可能接觸油污的芯體（如汽車空調(diào)芯體）。

測試流程：

① 用蘸有乙醇（或汽油）的脫脂棉輕輕擦拭涂層表面，擦拭次數(shù) 10 次（每次擦拭范圍 50mm×50mm，力度均勻）；

② 晾干后觀察涂層有無失光、變色、起泡、脫落等現(xiàn)象。

結(jié)果判定：涂層無明顯變化為合格；若出現(xiàn)起泡、脫落為不合格。

（三）涂層耐溫性測試（GB/T 1735-2009）

測試原理：評(píng)估高溫下涂層的耐蝕穩(wěn)定性，避免高溫導(dǎo)致涂層失效。

測試流程：

① 將芯體試樣放入恒溫箱，設(shè)定溫度（親水鋁箔 120℃，環(huán)氧鋁箔 150℃），持續(xù)保溫 24h；

② 取出冷卻至室溫，觀察涂層有無開裂、變色、脫落，同時(shí)進(jìn)行劃格法附著力測試。

結(jié)果判定：涂層無開裂、脫落，附著力仍達(dá)到 1 級(jí)以上為合格。

四、測試結(jié)果的應(yīng)用與注意事項(xiàng)

（一）測試結(jié)果的應(yīng)用

材質(zhì)選型：通過浸泡測試、電化學(xué)測試結(jié)果，選擇在目標(biāo)介質(zhì)中腐蝕速率低的材質(zhì)（如海水環(huán)境優(yōu)先選擇鈦合金、316 不銹鋼）；

工藝優(yōu)化：若焊接部位在縫隙腐蝕測試中出現(xiàn)腐蝕，需優(yōu)化焊接工藝（如增加焊接熔深、改善焊縫成形）；

質(zhì)量控制：將鹽霧測試、涂層附著力測試作為出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目，確保批量生產(chǎn)的芯體耐蝕性達(dá)標(biāo)。

（二）測試注意事項(xiàng)

試樣代表性：試樣需取自芯體的關(guān)鍵部位（如焊接處、涂層區(qū)域），尺寸與加工工藝需與實(shí)際芯體一致，確保測試結(jié)果能反映真實(shí)性能；

介質(zhì)配置精度：腐蝕介質(zhì)的濃度、pH 值需精確控制（如鹽霧測試中氯化鈉濃度≤0.1%），避免因介質(zhì)偏差導(dǎo)致測試結(jié)果不準(zhǔn)確；

安全防護(hù)：操作腐蝕性介質(zhì)時(shí)需穿戴耐酸堿手套、護(hù)目鏡、防護(hù)服；鹽霧試驗(yàn)箱、電化學(xué)工作站等設(shè)備需定期維護(hù)，防止泄漏；

數(shù)據(jù)記錄完整性：詳細(xì)記錄測試條件（溫度、時(shí)間、介質(zhì)參數(shù)）、過程現(xiàn)象與結(jié)果，形成測試報(bào)告，便于追溯與對(duì)比。

五、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系說明

換熱芯體耐腐蝕性測試需遵循國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB、HG）等規(guī)范，主要相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包括：

GB/T 10125-2021《人造氣氛腐蝕試驗(yàn) 鹽霧試驗(yàn)》；

GB/T 10124-2021《金屬材料 實(shí)驗(yàn)室均勻腐蝕全浸試驗(yàn)方法》；

GB/T 9286-1998《色漆和清漆 劃格試驗(yàn)》；

JB/T 10538-2005《汽車散熱器 技術(shù)條件》；

HG/T 2371-2016《化工用換熱器用鈦及鈦合金管》。

不同行業(yè)的芯體需根據(jù)具體應(yīng)用場景，選擇對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，確保測試結(jié)果符合行業(yè)要求。