空調(diào)器結(jié)構(gòu)對(duì)壓縮機(jī)生銹的分析與研究

朱 占 蔡偉達(dá) 陳瑞武

（珠海格力電器股份有限公司 珠海 519070）

前言

近年來(lái)空調(diào)器的使用領(lǐng)域已不局限于家庭等溫和的使用環(huán)境，沿海等潮濕的使用環(huán)境成為空調(diào)器質(zhì)量評(píng)估的重要因素。為充分驗(yàn)證空調(diào)器能否適用于潮濕環(huán)境，將空調(diào)器進(jìn)行耐腐蝕實(shí)驗(yàn)，用以判定空調(diào)器的耐腐蝕質(zhì)量。本文主要闡述某次耐腐蝕實(shí)驗(yàn)后出現(xiàn)壓縮機(jī)生銹現(xiàn)象，研究分析壓縮機(jī)生銹的失效機(jī)理，并提出空調(diào)器抗腐蝕能力的優(yōu)化提升方案。

1 故障現(xiàn)象

1.1 壓縮機(jī)生銹

本文耐腐蝕試驗(yàn)?zāi)M沿海地區(qū)鹽霧的環(huán)境，某新型空調(diào)器在潮濕環(huán)境下進(jìn)行啟停運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)殼體下端有嚴(yán)重生銹腐蝕現(xiàn)象。見(jiàn)圖1。

圖1 壓縮機(jī)殼體生銹

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查：①腐蝕位置主要集中殼體下端與底板連接部分；②系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)分液器和吸氣管路上有大量冷凝水，隔音棉吸水后潮濕，且潮濕部位與壓縮機(jī)腐蝕位置基本吻合。見(jiàn)表1。

表1 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查現(xiàn)象

2 腐蝕原理

沿海地區(qū)的大氣充滿了由海水的浪花和海浪擊岸時(shí)散發(fā)在空氣的微小水滴,經(jīng)氣流運(yùn)輸形成由懸浮的氯化物微小液滴所組成的彌散氣霧系統(tǒng)。鹽霧中氯化鈉、氯化鎂的氯離子具有很大的腐蝕性。

本文金屬腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕[1]， 鹽霧對(duì)金屬的腐蝕機(jī)理屬于原電池腐蝕。其腐蝕過(guò)程的電化學(xué)方式如下:

1）陽(yáng)極: 金屬（Fe）失去電子而變成金屬陽(yáng)離子（Fe2+）進(jìn)入溶液，同時(shí)把相當(dāng)?shù)碾娮恿粼诮饘伲‵e）中:

Fe+ nH2O→Fe2+·nH2O + 2e

2）陰極: 留在陰極金屬中的剩余電子，與氧氣和水反應(yīng), 還原并吸收電子, 成為氫氧根離子（OH-）:

O2+ nH2O + 4e→4OH-

3）電解液: 氯化鈉離解生成鈉離子和氯離子，部分氯離子、金屬離子和氫氧根離子反應(yīng)成金屬腐蝕物。

2Fe2++ 2Cl-+ 2OH-→ FeCl2·2Fe(OH)2

3 失效機(jī)理分析

對(duì)本文耐腐蝕實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的壓縮機(jī)生銹進(jìn)行失效機(jī)理的分析，研究方向分為：

1）壓縮機(jī)本身的質(zhì)量問(wèn)題；

2）空調(diào)器結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致耐腐蝕能力下降。

3.1 生銹表面分析

對(duì)生銹壓縮機(jī)解剖分析，生銹表面有嚴(yán)重凹坑，殼體內(nèi)部平整無(wú)凸起，由此說(shuō)明凹坑為生銹腐蝕引起造成的（見(jiàn)圖 2）。

圖2 生銹表面及殼體內(nèi)部

同步將銹面使用二次元放大觀察，油漆表面無(wú)翻起無(wú)氣泡現(xiàn)象（見(jiàn)圖 3），表明生銹是由外部因素引起的腐蝕導(dǎo)致。

圖3 生銹面放大圖

3.2 油漆附著力實(shí)驗(yàn)

3.2.1不良品油漆附著力實(shí)驗(yàn)

為驗(yàn)證壓縮機(jī)的油漆附著力滿足相關(guān)要求，對(duì)生銹壓縮機(jī)的銹面旁邊做油漆附著力試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果均合格（結(jié)果見(jiàn)表2），說(shuō)明壓縮機(jī)生銹并非油漆脫落引起。

表2 不良品繡面旁油膜附著力實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.2.2 正常品油漆附著力驗(yàn)證

對(duì)庫(kù)存壓縮機(jī)做油漆附著力試驗(yàn)試驗(yàn)（結(jié)果見(jiàn)表3），結(jié)果表明正常品的油漆附著力滿足相關(guān)要求。壓縮機(jī)行業(yè)內(nèi)基本采用電泳漆工藝，壓縮機(jī)的漆膜厚度一致性基本可以保證，隨機(jī)進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表4）滿足漆膜厚度的要求。

表3 正常品油膜附著力實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表4 漆膜厚度檢驗(yàn)結(jié)果

3.3 空調(diào)結(jié)構(gòu)分析

為了降低壓縮機(jī)運(yùn)行的噪音，空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上在壓縮機(jī)外面包裹隔音棉。研究本文空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與各系統(tǒng)的對(duì)比分析，判斷本文空調(diào)器結(jié)構(gòu)的合理性以及是否為對(duì)本文耐腐蝕不合格的主要原因。

3.3.1 隔音棉對(duì)比分析

對(duì)比不同空調(diào)系統(tǒng)的隔音棉包裹方式（見(jiàn)表 5），發(fā)現(xiàn)本文耐腐蝕試驗(yàn)不合格的空調(diào)系統(tǒng)的隔音棉包裹方式與各系統(tǒng)不同。本文耐腐蝕試驗(yàn)的空調(diào)器使用兩層的隔音棉包裹壓縮機(jī)的方式，且隔音棉為外層膠皮、內(nèi)層毛氈。隔音棉內(nèi)側(cè)毛氈在吸水后由于外層是膠皮不易蒸發(fā)，由于重力水分會(huì)積聚在下端與壓縮機(jī)殼體長(zhǎng)期接觸，和壓縮機(jī)殼體下端生銹有一定的關(guān)聯(lián)性。

表5 各系統(tǒng)隔音棉對(duì)比

3.3.2 吸氣管路結(jié)構(gòu)對(duì)比分析

通過(guò)對(duì)比各系統(tǒng)吸氣管路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)（見(jiàn)表 6），發(fā)現(xiàn)各系統(tǒng)的吸氣U型彎管、壓縮機(jī)殼體與隔音棉之間有一定間隙，冷凝水不易被隔音棉吸收。本文耐腐蝕試驗(yàn)的空調(diào)系統(tǒng)吸氣管在壓縮機(jī)安裝板左上方，冷凝水會(huì)滴在壓縮機(jī)安裝板上被隔音棉吸收，營(yíng)造成潮濕的環(huán)境，對(duì)壓縮機(jī)的腐蝕有重要影響。

表6 各系統(tǒng)吸氣管結(jié)構(gòu)對(duì)比

4 結(jié)論

1）通過(guò)上述分析試驗(yàn)，壓縮機(jī)油漆附著力和漆膜厚度均在合格范圍之內(nèi)，說(shuō)明壓縮機(jī)殼體下端表面生銹并非壓縮機(jī)油漆脫落、外部碰撞導(dǎo)致漆面損壞等因素造成的。

2）對(duì)比各空調(diào)系統(tǒng)隔音棉的材質(zhì)、包裹方式和吸氣管結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)本文耐腐蝕實(shí)驗(yàn)的空調(diào)系統(tǒng)因結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致冷凝水易聚集在壓縮機(jī)周圍并被隔音棉吸收，營(yíng)造成潮濕的環(huán)境，是本文耐腐蝕實(shí)驗(yàn)不合格的主要原因，并提出優(yōu)化方案的建議。

①吸氣管結(jié)構(gòu)優(yōu)化

本文耐腐蝕試驗(yàn)空調(diào)系統(tǒng)的吸氣U型彎管的結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致冷凝水不易引流，易進(jìn)入隔音棉內(nèi)部，且被隔音棉吸收造成潮濕環(huán)境。建議從吸氣管的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化，保證冷凝水不會(huì)聚集在隔音棉內(nèi)部。

②隔音棉材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

本文耐腐蝕試驗(yàn)的隔音棉使用外層膠皮、內(nèi)層毛氈的類型，并用兩層隔音棉全封閉包裹壓縮機(jī)，在吸水后由于外層是膠皮不易蒸發(fā)，并且會(huì)因?yàn)橹亓Φ年P(guān)系水分會(huì)積聚在下端與壓縮機(jī)殼體長(zhǎng)期接觸，造成壓縮機(jī)殼體下端生銹。建議對(duì)隔音棉的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化改善。