Tytuł artykułu
Autorzy
Identyfikatory
Warianty tytułu
Methods for increasing corrosion resistance of heat exchangers made from aluminum alloys
Języki publikacji
Abstrakty
Analiza niszczenia korozyjnego wymienników ciepła stosowanych w wymiennikach ciepła samochodów osobowych wykazała, że główną przyczyną powstawania przecieków w układzie klimatyzacji i chłodzenia silnika jest zewnętrzne agresywne środowisko chlorkowe. Najczęściej występuje korozja wżerowa, związana z miejscowym zniszczeniem warstwy tlenku aluminium. Producenci wymienników ciepła starają się zwiększyć odporność na korozję wżerową poprzez odpowiedni dobór elementów o różnym potencjale elektrochemicznym. W pracy przedstawiono wyniki badań nad optymalizacją procesu dyfuzyjnego wzbogacania warstwy wierzchniej rurki czynnika chłodzącego cynkiem. Warstwa wzbogacona cynkiem uzyskuje niższy potencjał elektrochemiczny, dzięki czemu zapobiega to rozszerzaniu się korozji w głąb materiału. Badaniom poddano siedem kondensorów. Analizowano wpływ ilości natryskiwanego cynku na rurki wymiennika czynnika chłodzącego i wpływ technologii lutowania w piecu konwekcyjno-radiacyjnym na grubość i równomierność warstwy dyfuzyjnej. Trzy kondensory poddane testowi korozyjnemu 25-, 40- i 50-dniowemu przebadano w celu sprawdzenia wielkości ubytków korozyjnych oraz występowania korozji międzykrystalicznej. Wykazano, że optymalna (taka aby uzyskać warstwę dyfuzyjną na poziomie 100 microm) ilość nałożonego cynku powinna zawierać się w zakresie 8-10 g/m2. Bardzo istotny jest sam proces technologiczny lutowania, którego optymalizacja, polegająca na wydłużeniu czasu w zakresie 420-577 stopni Celsjusza, znacznie poprawia dyfuzję cynku. Zawartość procentowa Zn w filecie (2-3 %) skutecznie zmienia potencjał elektrochemiczny i redukuje zjawisko występowania rozwarstwiania się taśmy od rurki. Warstwa dyfuzyjna powinna być jednorodna i równomierna, dzięki czemu uzyskamy mniejszą głębokość wżerów korozyjnych uzyskanych w testach korozyjnych oraz ryzyko przecieku w trakcie użytkowania kondensora. Uzyskuje również się pewność, że nie nastąpi gwałtowna korozja w głąb rurki.
Analysis of corrosive damages in heat exchangers used in cars showed that the occurrence of leaks in the systems of air conditioning and motor cooling is caused mainly by an external aggressive chloride environment. The most frequently encountered kind of corrosion is pitting, related with local damages of aluminium oxide layer. The producers of heat exchangers try to increase pitting corrosion resistance by suitable selection of the components differing in electrochemical potential. In this work results from the investigation into optimisation of the process of diffusive enrichment with zinc of an outer layer of a tube with cooling medium have been presented. The zinc-enriched layer has lower electrochemical potential, which prevents the corrosion from spreading deep into the material. The corrosion tests were made with seven condensers, and an effect of the amount of zinc sprayed onto the tubes with a cooling medium and of the soldering technology applied in the convection-radiation furnace on the thickness and uniformity of a diffusive layer was studied. Three condensers were subjected to the corrosion tests conducted for 25, 40 and 50 days in order to determine corrosion-related losses and to make checks for inter-crystalline corrosion. It was found that an optimal amount of deposited zinc, necessary to obtain a diffusive layer of an order of 100 microm, should be within a range of 8-10 g/m2. The technological process of soldering is also of great importance, and its optimization based on the extension of the process duration at the temperature within a range of 420-577 degrees of Celsius considerably improves zinc diffusion. The presence of Zn (2-3 %) effectively changes the electrochemical potential and reduces the occurrence of strip delamination from the tube. The diffusive layer should be homogeneous and uniformly distributed in order to ensure that depth of corrosion pittings will be reduced, similarly as a risk of leakage during condenser operation. This layer also ensures that rapid corrosion deep into the tube will not take place.
Słowa kluczowe
Wydawca
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
491--499
Opis fizyczny
Bibliogr. 24 poz., rys., tab., wykr.
Twórcy
Bibliografia
- 1. Vargel Ch.: Corrosion of aluminium. Elsevier, Paris 2004.
- 2. Strona internetowa http://aluminium.matter.org.uk/ z dnia 26-09-2008.
- 3. Wranglen G.: Podstawy korozji i ochrony metali. Wydaw. Nauk.-Tech., Warszawa 1985.
- 4. Borowski J.: Nowoczesne materiały metalowe stosowane w produkcji układów chłodzących — problemy technologiczne. New materials for advanced applications Poznań — Wąsowo 18th-19th September, 2006.
- 5. Afseth A., Nordlien J. H., Scamans G. M., Nisancioglu K.: Effect of heat treatment on electrochemical behavior of aluminium AA3005. Corrosin Science 2002, t. 44, s. 145-162.
- 6. Gundersen J. T. B., Aytac A., Ono S., Nordlien J. H., Nisancioglu K.: Effect of trace elements on electrochemical properties and corrosion of aluminium alloy AA3102. Corrosion Science 2004, t. 46, s. 265-283.
- 7. Wang S. S., Cheng M. D., Tsao L. C., Chuang T. H.: Corrosion behavior of Al-Si-Cu-(Sn,Zn) brazing filler metals. Materials Characterization 2001, t. 47, s.401-409.
- 8. Gurrappa I.: Cathodic protection of cooling water systems and selections of appropriate materials. Journal of Materials Processing Technology 2005, nr 166, s. 256-267.
- 9. Baszkiewicz J., Kamiński M.: Korozja materiałów. Wydaw. Polit. Warszawskiej, Warszawa 2006.
- 10. PN-ISO 3651-2. Badanie korozji metali. Próby laboratoryjne odporności na działanie korozji międzykrystalicznej stali odpornych na korozję.
- 11. Melander M.: Corrosion study of brazed heat exchangers in cars after real service life, mat. konf. 11th Annual International Invitational Aluminum Brazing Seminar Livonia, Michigan USA 23-25 Oct 2006.
- 12. Strona internetowa http://www.2carpros.com/ z dnia 06--10-2008
- 13. Materiały informacyjne firmy SECO/WARWICK, AHA//1M/0304, 2004
- 14. Dziennik ustaw nr 230 poz. 1960.
- 15. Evans T. V.: Effectively designing corrosion life using long life alloys in HC condensers. Mat. konf. 11th Annual International Invitational Aluminum Brazing Seminar Livonia, Michigan USA 23-25 Oct 2000.
- 16. Lacaze J., Tierce S., Lafont M.-C., Thebault Y, P´eb`ere N., Mankowski G., Blanc C., Robidou H., Vaumousse D., Daloz D.: Study of the microstructure resulting from brazed aluminium materials used in heat exchangers. Materials Science and Engineering A 413-414, 2005, s. 317-321.
- 17. Sprawozdanie z badań statutowych BM 901 24 INOP Poznań 2007.
- 18. Woods R. A. (Ed.): VTMS3: Conference Proceedings 1997 Vehicle Thermal Management Systems, Warrendale, 1997, t. 314, s. 639.
- 19. Marshall G. J., Bolingbroke R. K., Gray A.: Metall. Trans. A 24, 1993, s. 1935.
- 20. Benedictus R., Meijers S. D., Wittebrood A. J., de Witt J. H. W.: Aluminium Alloys 1998, t. 3, s. 1577.
- 21. Tomohiko Nakamura, Isao Kuroyanagi, Sadayuki Kamiya, Toshio Ohara: Ultra-Thin and Light-Weight RS Evaporator 2003 SAE World Congress Detroit, Michigan March 3-6, 2003 SAE TECHNICAL PAPER SERIES 2003-01-0527.
- 22. Broszura informacyjna firmy SECO/WARWICK, AHA/ /1M/0304, 2004.
- 23. Henry S., Ribes H., Boittiaux P.: Downgauging trends for brazing sheets — Tubestock and Plates 10/27/2007 Alcan speciality sheet.
- 24. Xiao-Jun Jiang, Hartmut Janssen, Raimund Sicking: Effect of Zn corrosion performance oh fin alloys. Firma Hydro Aluminium 2007 [niepublik.].
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-AGHM-0008-0006