換熱芯體產品細節耐腐蝕性測試方法

換熱芯體產品細節耐腐蝕性測試方法

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與環境中的使用壽命，耐腐蝕性測試是驗證芯體材質適配性、工藝可靠性及產品質量的關鍵環節。通過模擬實際使用場景中的腐蝕條件，測試可實現三大目標：一是評估不同材質（如銅、鋁、不銹鋼、鈦合金）在特定介質中的耐腐蝕性能，為材質選型提供依據；二是檢測芯體表面處理工藝（如親水涂層、環氧涂層）的防護效果，判斷涂層附著力與耐蝕穩定性；三是驗證芯體焊接、拼接等連接部位的耐蝕性，排查工藝缺陷導致的腐蝕隱患。

耐腐蝕性測試需遵循三大原則：一是模擬真實性，測試介質、溫度、壓力等參數需貼近實際使用工況；二是操作規范性，嚴格按照國家標準或行業標準執行，確保測試結果可重復、可對比；三是安全防護性，測試過程中需采取防護措施，避免腐蝕性介質泄漏造成人員傷害或環境污染。

二、按腐蝕環境分類的常用測試方法

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

（一）液體介質腐蝕測試（適用于液 - 液、氣 - 液換熱芯體）

液體介質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中，評估其耐腐蝕性能，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，取自實際芯體材質或連接部位）浸泡在特定腐蝕介質中，在設定溫度下保持一定時間，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 介質配置：根據工況配置介質，如模擬工業冷卻水（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：將試樣懸掛在介質中（避免試樣接觸容器壁），置于恒溫箱內，設定溫度（如 25℃、50℃、80℃），浸泡時間根據需求設定（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物，用酒精清洗后晾干，再次稱重，計算腐蝕速率 [腐蝕速率 =（初始重量 - 終重量）/（試樣面積 × 浸泡時間），單位：g/(m2?h)]；同時觀察試樣表面有無點蝕、裂紋、剝落等現象。

結果判定：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，且無點蝕現象。

2. 電化學腐蝕測試（GB/T 17899-1999）

測試原理：利用電化學工作站測量芯體試樣在腐蝕介質中的極化曲線、阻抗譜等電化學參數，快速評估腐蝕速率與腐蝕機制，適用于實驗室快速篩選材質。

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 介質準備：將測試介質（如海水模擬液、工業廢水模擬液）倒入電解池，恒溫至 25℃；

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

④ 數據處理：通過極化曲線計算腐蝕電流密度（腐蝕電流密度越小，耐腐蝕性越強），通過阻抗譜分析腐蝕界面的電荷轉移阻力。

結果判定：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垢后的 “垢下腐蝕" 現象，評估芯體在結垢工況下的耐蝕性，適用于壁掛爐、熱水器等接觸硬水的芯體。

測試流程：

① 試樣準備：同浸泡腐蝕測試，記錄初始狀態；

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 循環測試：將試樣置于循環系統中，硬水以 0.5m/s 流速流經試樣表面，溫度控制在 60℃，持續循環 1000h，期間定期觀察結垢情況；

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

結果判定：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）的縫隙環境，評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：將兩個相同材質的試樣（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，觀察縫隙內部有無腐蝕，測量腐蝕區域面積與深度。

結果判定：316 不銹鋼試樣縫隙內無明顯腐蝕為合格；304 不銹鋼試樣若出現連續腐蝕區域且深度＞0.05mm 為不合格。

（二）氣體介質腐蝕測試（適用于氣 - 氣換熱芯體）

氣體介質腐蝕主要包括鹽霧腐蝕、濕熱腐蝕等，測試通過模擬高鹽、高濕等氣體環境，評估芯體的耐蝕性，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箱內，持續噴射 5% 氯化鈉溶液霧（pH 值 6.5-7.2），模擬沿海、海洋等鹽霧環境，評估芯體的耐蝕性能，氣體腐蝕測試方法。

測試流程：

① 試樣預處理：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 試驗箱設置：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：將試樣懸掛在試驗箱內（與垂直方向成 15°-30° 角），持續測試（時間根據要求設定：24h、48h、96h、168h、500h）；

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

結果判定：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：模擬高溫高濕環境（如南方梅雨季節、浴室環境），評估芯體在濕熱條件下的耐蝕性，適用于新風系統、除濕機等芯體。

測試流程：

① 試樣準備：同鹽霧測試，記錄初始狀態；

② 試驗箱設置：溫度 40℃，相對濕度 93%±2%，無凝露；

③ 濕熱暴露：將試樣放入試驗箱，持續暴露 168h、336h；

④ 檢測評估：取出試樣，觀察表面有無霉斑、腐蝕，涂層有無起泡，必要時進行附著力測試（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）。

結果判定：環氧鋁箔芯體測試 336h 后，表面無霉斑、涂層附著力達到 0 級（劃格后無脫落）為合格。

（三）綜合環境腐蝕測試（適用于復雜工況芯體）

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

1. 溫濕度 - 鹽霧循環測試（GB/T 2423.18-2021）

測試原理：交替進行鹽霧、高溫干燥、濕熱等階段，模擬晝夜溫差、干濕交替的復雜環境，評估芯體的耐蝕穩定性，適用于戶外安裝的空調冷凝器、汽車散熱器等芯體。

測試流程：

① 循環設置：一個循環周期為 24h，包括鹽霧階段（8h，35℃，5% 氯化鈉鹽霧）、高溫干燥階段（8h，60℃，相對濕度＜30%）、濕熱階段（8h，40℃，相對濕度 93%）；

② 試樣測試：將芯體試樣放入試驗箱，進行 3 個、5 個或 10 個循環測試；

③ 結果檢測：每個循環結束后觀察試樣外觀，測試完成后計算腐蝕速率，檢查涂層完整性。

結果判定：汽車鋁制散熱器芯體經過 5 個循環測試后，無明顯腐蝕穿孔，散熱管與翅片連接部位無松動為合格。

2. 腐蝕 - 振動復合測試（JB/T 10538-2005）

測試原理：在腐蝕環境中同時施加振動載荷，模擬汽車、船舶等移動設備中芯體的工作狀態，評估芯體在腐蝕與振動共同作用下的耐蝕性與結構穩定性。

測試流程：

① 試樣固定：將小型完整芯體（如汽車中冷器芯體）固定在振動試驗臺上；

② 腐蝕環境設置：在試驗臺周圍設置鹽霧噴射裝置，噴射 5% 氯化鈉鹽霧（35℃）；

③ 振動加載：設定振動參數（頻率 10-50Hz，振幅 0.5-1mm，加速度 10-20m/s2），持續測試 24h；

④ 檢測評估：測試后檢查芯體有無泄漏（水壓試驗）、結構變形，觀察腐蝕部位的損傷程度。

結果判定：測試后芯體無泄漏、無明顯變形，腐蝕區域未延伸至結構關鍵部位為合格。

三、芯體涂層耐腐蝕性的專項測試方法

針對親水鋁箔、環氧鋁箔等帶涂層的芯體，需額外進行涂層耐蝕性專項測試，重點評估涂層的防護效果與穩定性。

（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估附著力，附著力越強，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 個方格（方格邊長 1mm，深度至基底材質）；

② 用干凈毛刷清除劃格產生的碎屑；

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 觀察方格內涂層脫落情況，按標準評級（0 級：無脫落；1 級：脫落面積＜5%；2 級：脫落面積 5%-15%；3 級：脫落面積 15%-35%；4 級：脫落面積 35%-65%；5 級：脫落面積＞65%）。

結果判定：親水鋁箔芯體涂層附著力需達到 0 級或 1 級為合格。

（二）涂層耐溶劑性測試（GB/T 1734-1993）

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

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 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、脫落等現象。

結果判定：涂層無明顯變化為合格；若出現起泡、脫落為不合格。

（三）涂層耐溫性測試（GB/T 1735-2009）

測試原理：評估高溫下涂層的耐蝕穩定性，避免高溫導致涂層失效。

測試流程：

① 將芯體試樣放入恒溫箱，設定溫度（親水鋁箔 120℃，環氧鋁箔 150℃），持續保溫 24h；

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

結果判定：涂層無開裂、脫落，附著力仍達到 1 級以上為合格。

四、測試結果的應用與注意事項

（一）測試結果的應用

材質選型：通過浸泡測試、電化學測試結果，選擇在目標介質中腐蝕速率低的材質（如海水環境優先選擇鈦合金、316 不銹鋼）；

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

質量控制：將鹽霧測試、涂層附著力測試作為出廠檢驗項目，確保批量生產的芯體耐蝕性達標。

（二）測試注意事項

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

介質配置精度：腐蝕介質的濃度、pH 值需精確控制（如鹽霧測試中氯化鈉濃度≤0.1%），避免因介質偏差導致測試結果不準確；

安全防護：操作腐蝕性介質時需穿戴耐酸堿手套、護目鏡、防護服；鹽霧試驗箱、電化學工作站等設備需定期維護，防止泄漏；

數據記錄完整性：詳細記錄測試條件（溫度、時間、介質參數）、過程現象與結果，形成測試報告，便于追溯與對比。

五、相關標準體系說明

換熱芯體耐腐蝕性測試需遵循國家標準（GB）、行業標準（JB、HG）等規范，主要相關標準包括：

GB/T 10125-2021《人造氣氛腐蝕試驗 鹽霧試驗》；

GB/T 10124-2021《金屬材料 實驗室均勻腐蝕全浸試驗方法》；

GB/T 9286-1998《色漆和清漆 劃格試驗》；

JB/T 10538-2005《汽車散熱器 技術條件》；

HG/T 2371-2016《化工用換熱器用鈦及鈦合金管》。

不同行業的芯體需根據具體應用場景，選擇對應的標準進行測試，確保測試結果符合行業要求。