耐重鹽害處理在空調器的應用

陸郁

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070）

1 引言

空調器在海邊地區、工業污染嚴重地區使用，空氣中的鹽分粒子或雜質溶于金屬表面液膜時，這層液膜就變成了腐蝕性電解質，加速金屬的腐蝕?？照{器腐蝕生銹，除外觀不良外，還會影響產品的關鍵使用性能。目前在我國暫無相關針對空調器產品的耐鹽害標準，在國內銷售的空調產品表面耐鹽害處理普遍按照不同企業內部標準執行，在不同環境下使用的空調都是采取標準規格。標準規格的空調器在惡劣環境下使用，在正常使用時間內出現嚴重銹蝕及影響產品使用的一系列問題，會嚴重影響用戶的使用感受和資源浪費。因此，針對惡劣環境的地區使用的空調，需要對空調器進行差異化處理，即耐重鹽害處理，以適應在惡劣環境的使用要求。

2 耐重鹽害試驗標準

針對耐重鹽害試驗標準的研究，參考在業界有此方面經驗的日本島國的相關資料，日本的地理環境位置深受海洋大氣環境對金屬腐蝕的影響，對金屬表面的耐重鹽害處理已有成熟的處理經驗。針對空調器產品，日本冷凍空調工業會有專門標準JRA 9002-1991（空調器的耐鹽害試驗標準） 進行詳細規定，本文耐重鹽害試驗標準在參考其標準的基礎上，結合十多年全球用戶經驗和近年來中國的環境污染對家電耐蝕提出的要求，進一步細化深入分析，更為全面的提出了耐重鹽害 試驗標準。

2.1 耐鹽害與耐重鹽害分類

耐鹽害分耐鹽害、耐重鹽害兩種規格，兩者是根據安裝場所、安裝距離基準、安裝環境進行分類。

如圖1所示，耐鹽害規格指安裝在不正面遭遇海風吹襲，但仍處于海風環境之類場所的空調種類；耐重鹽害規格指安裝在受海風吹襲影響的場所的空調規格，但含有鹽分的水不直接淋在空調上。

2.2 適用場所

由于空調器安裝場所隨著使用環境的變化而變化，按照標準耐鹽害處理后的空調器已經不能滿足多方面使用場所的要求，需要根據使用場所的不同相應提高耐鹽害性。在以下6類安裝場所需要參照耐鹽害標準進行處理：

表1 耐鹽害評價標準

表2 耐鹽害實驗實地調研選址

(1)接鄰海岸線，易受鹽害的場所；

(2)在海岸線的工業地帶，易受鹽害或煙害（煙霧廢氣）的場所；

(3)不在工業地帶但易受垃圾焚燒爐等煙害的場所；

(4)在交通阻塞地區易受汽車尾氣影響的場所；

(5)溫泉地帶硫化氣體多的場所；

(6)吸入燃燒器排氣的場所。

2.3 耐鹽害評價標準

標準規定了主要以耐鹽害及裝飾為目的，在構成安裝于室外的空調器外廊零部件之金屬材料上進行涂裝的零部件涂膜試驗方法。也可以適用外殼以外的零部件（例如，壓縮機、壓力容器、螺釘件、使用了鍍鋅鋼板的零部件、鋁件、樹脂零部件、橡膠零部件）。耐鹽害評價標準考慮各公司針對耐鹽害進行的評價項目、試驗方法、試驗時間等，規定如表1所示。

2.4 實驗案例

根據耐重鹽害檢驗的相關標準，項目組特地選取了3種有代表性重鹽害實地調研環境，如表2所示。

以下舉其中一例進行分析：

對改進后的防鹽害整機，安排其中十數臺樣機分別送往海島、核電站、江海交匯地區、海岸線進行長期實地運轉實驗。

海島樣機安裝地點為一沿海建筑工地，工地上為自主發電，所以電能充足，夏季空調基本上也是24h不關機，其中兩臺安裝點離海邊約500米，其中一臺安裝點離海邊約100m。

據實地跟蹤調研，對在實地驗證環境下運轉2周年的樣機各零部件拍攝樣圖及分析如下：

如圖2～圖6觀測，樣機電機端蓋及電機軸未見腐蝕。鋁箔未見腐蝕，用手摩擦親水膜表面也未見老化“掉屑”現象。

從多臺樣機的外觀看，幾乎沒有任何腐蝕的跡象，各鈑金件內外側的色澤都基本保持本色，僅底盤上積有部分沉積的殘渣和積水。

圖7和圖8的壓縮機圖片上看，整體耐腐蝕情況較理想，在最容易出現腐蝕的壓縮機底部焊縫處，均未發現腐蝕。圖9的樣機緊固件上，大部分螺釘、螺母未見明顯腐蝕，色澤依然較光亮。

結論：

依據該實地調查，從樣機的使用環境看具有如下特點：

(1)整機環境離海邊較近；

(2)整機完全暴露在空氣中，被風吹日曬雨淋等惡劣環境包圍；

(3)整機運行使用時間較長，該工地為自身發電，空調基本上是不停機。

在此環境特點下，整體顯示抗腐蝕性能較強。

通過歷時10年之久的對江海交匯地區、海島、某核電站附近的耐重鹽害處理的實地研究，進一步加深了對耐重鹽害處理在空調器中的應用的研究，以下對空調器各零部件耐重鹽害的處理方法進行詳細分析。

3 空調器各零部件耐重鹽害處理方法

空調器耐重鹽害處理，主要是對與大氣接觸的零部件進行耐鹽害處理，包括采取新涂料、新材料、新的生產工藝等方法進行處理。具體處理方法根據各零部件的現有生產工藝方法進行，考慮耐重鹽害處理方法是否符合可操作性、安全性、便利性等因素，確定不同零部件最終的處理方法，保證達到耐重鹽害評價標準。

以下對各零部件所采用的耐重鹽害處理方法進行分析。

3.1 鈑材及涂料

空調器使用的鈑材按現用材料表面鍍層工藝分電鍍鋅板、熱鍍鋅板、合金化板（鋅鐵、鋅鋁合金）等；按材料鍍層表面處理工藝分：涂油板、涂油+鈍化板、涂油+磷化板等?？照{器金屬外觀表面，主要采取噴涂實現耐鹽害，在標準品的空調器中一般只對外觀的鈑材進行噴涂，對內部結構使用的鈑材則不噴涂。

空調器要適合在鹽害地區使用，必須對鈑材的涂料及噴涂位置進行改進，以符合耐重鹽害標準要求，具體有以下幾點改進：

(1)選擇既達到耐重鹽害標準品質，又符合物美價廉原則的耐重鹽害涂料產品；

(2)除部分零部件（如冷凝器邊板）由于后道工序影響無法噴涂需要作其他處理外，空調器內未噴涂的鈑材進行耐重鹽害噴涂處理；

(3)空調器內部未噴涂的鈑材使用耐腐能力相對較好的鈑材，采取耐重鹽害品質涂料噴涂；

為降低成本，對一些鹽害不是太大的地區也可使用耐腐能力相對降低的鈑材+適當的隔離防護處理，如采用涂油熱鍍鋅板等。

表3 涂膜性能的技術指標區別對比

表4 某款重鹽害涂料實驗數據

耐重鹽害涂料與普通涂料對比見表3，有以下特點：

(1)粉末粒度要求更嚴格，細粉及粗粉的比例降低；

(2)粉末粒度正態分布中均值范圍變窄，一致性較好；

(3)粉末屬于高溫粉末，固化溫度相對升高，固化時間可相對縮短；

(4)涂膜耐中性鹽霧、耐溫熱性能、耐候性能時間更長，符合耐鹽害規格標準。

使用某款重鹽害涂料噴涂的試板經過一系列實驗驗證，符合耐重鹽害指標要求，具體如表4和圖10。

3.2 壓縮機表面

壓縮機外表面一般采取水性浸漆、電泳漆進行表面處理，電泳漆處理的耐鹽害效果優于水性浸漆處理，在同等標準中性鹽霧實驗中，水性浸漆處理耐鹽霧時間是電泳漆處理的3/5，但電泳漆處理的固化溫度高于水性浸漆處理，目前壓縮行業使用較多的電泳漆處理工藝。

目前壓縮機行業標準品的水性浸漆、電泳漆平均厚度是18-20μ，要提高壓縮機表面的耐鹽害能力，最簡單直接的方法是增加涂膜厚度方法實現，目前壓縮機行業普遍使用電泳漆處理工藝，以下分別就電泳漆處理改進進行詳細說明。

電泳涂裝是一個很復雜的電化學反應，一般認為至少有電解、電泳、電沉積、電滲這四種作用同時發生。電泳涂裝工藝條件包括以下四個方面13個條件：

(1)槽液的組成方面：固體份、灰份、MEO和有機溶劑含量；

(2)電泳條件方面：槽液溫度、泳涂電壓、泳涂時間；

(3)槽液特性方面：PH值、電導率；

(4)電泳特性方面：庫化效率、最大電流值、膜厚和泳透力。

其中，泳涂電壓和時間、槽液固體份、溫度、PH值和電導率是現場控制管理的主要項目。要增加電泳涂裝厚度關鍵是控制好槽液電導率及泳涂電壓兩個參數，隨著槽液電導率地增高，膜厚也相對增厚；泳涂電壓增高，電沉積速度提高，漆膜增厚，但電壓過高，電解反應加劇，氣泡增多，電泳漆膜厚且粗糙有針孔、烘干后有桔皮現象。因此，需要保證涂膜質量前提下，合理調整泳涂工藝參數，使涂膜厚度增加到要求值。

電泳涂膜厚并非越厚越好，需要根據涂料本身的特性、生產線現有工藝情況及經濟性考慮，經過實驗驗證，將壓縮機表面電泳涂膜厚度由原來的厚度適度增加到一個經濟且合理的厚度范圍。

某款壓縮機表面增加電泳漆厚度后，進行鹽霧實驗。其中，1000h實驗情況見圖11，最后經過1518h中性鹽霧實驗結果達到耐重鹽害標準，說明壓縮機表面處理通過增加電泳漆厚度提高耐鹽害能力的方法是可行的。

3.3 緊固件類

螺栓、螺釘、螺柱和螺母等緊固件基體材料主要有滲碳鋼和不銹鋼兩大類，主要使用滲碳鋼材料，不銹鋼材料緊固件表面硬度偏低，具有無磁性（或弱磁性）的特點，故不宜用于固定連接金屬材質的零件（特別是不銹鋼材質的零件）和用于整機內部零件的固定(特別是電器盒內部元器件的固定，易留下安全隱患)。

如表5所示，螺栓、螺釘、螺柱和螺母等緊固件表面處理主要有電鍍鋅（彩鋅、白鋅、黑鋅）、鋅鋁合金（有鉻）、鋅鋁合金（無鉻）、鋅鋁合金（久美特）、鋅鎳合金等。表面為電鍍鋅處理的螺釘一般適用于耐鹽害要求不高的零、部件的聯接，對于耐鹽害性能要求較高的零、部件的聯接，推薦選用鋅鋁合金（久美特）、鋅鎳合金等較高耐鹽害性能的緊固件。

螺釘采取久美特、電鍍鋅、電鍍鋅+淡金水表面處理進行1000h鹽霧實驗對比，結果顯示久美特處理的螺釘1000h未生紅銹，符合耐重鹽害標準要求，電鍍鋅處理的螺釘生銹嚴重。見圖12。

3.4 鋁箔類

空調器的熱交換器使用的鋁箔分非親水鋁箔及親水鋁箔，非親水鋁箔是由各鋁基材軋制而成的鋁箔，簡稱素箔，親水鋁箔利用物理、化學方法在素箔表面涂覆一層穩定的高親水性膜，使親水鋁箔上的冷凝水由珠狀被吸附為膜狀。

鋁箔的合金成份包含鋁、硅、鐵、銅、錳、鉻、鋅、鈦、鎂，其中鋁的化學成份占99%以上，其余是微量金屬成份。雖然鋁以耐氧化著稱，具有良好的防腐效果，素箔能滿足耐一般鹽害的標準；但親水鋁箔的涂層即起到將冷凝水由珠狀吸附為膜狀，避免水份凍結結霜的重要作用，又有良好的隔離作用。因此，鹽害地區的空調器，熱交換器使用親水鋁箔涂層需要由普通親水鋁箔更換為高耐腐親水鋁箔，以滿足耐重鹽害標準要求。

親水涂層分類與構成見表6。

普通親水鋁箔與高耐腐鋁箔技術要求區別見表7。

3.5 電機類

空調器用電機裸露在外的是端蓋及電機軸，端蓋使用材料的是鍍鋅板，電機軸使用的材料一般是45#鋼，這兩種材料都不能滿足耐重鹽害要求，需要分別進行耐鹽害處理。

端蓋是聯接轉子和機座的結構零件，它既對電機內部起保護又通過安放在端蓋內的軸承來保證定子與轉子的相對位置。根據電機的加工流程，在組裝電機時未出現可能損壞端蓋涂層的工序，對端蓋采取噴涂耐鹽害涂料進行防腐。

主要不銹鋼耐腐性能見表8。電機軸采取使用更換不銹鋼的材料進行耐鹽害處理，選擇的不銹鋼材料根據腐蝕介質的特性，如化學制品和其濃度、大氣狀態、溫度、時間，因耐鹽害空調主要用在海邊地區，含有氯離子引起的局部腐蝕，首選使用316型不銹鋼。316型不銹鋼比304型含有稍多的鎳，并含有2%-3%的鉬，耐蝕性比304型好，特點在傾向于引起點腐蝕的氯化物介質中。

耐鹽害處理的電機及標準品電機進行1000h鹽霧實驗，實驗完畢的樣品在常溫下放置8.h后，檢查樣品的腐蝕情況及檢測絕緣耐壓、絕緣電阻，顯示按上述的耐重鹽害處理的電機符合相關耐重鹽害標準要求及電氣安全要求。見表9

表5 緊固件表面覆膜處理分類

表6 親水涂層分類與構成

表7 普通親水鋁箔與高耐腐鋁箔技術要求

表8 主要不銹鋼主要用途與耐腐性能

表9 耐鹽害電機與普通電機1000H鹽霧實驗對比情況

3.6 邊板類

空調器的熱交換器的邊板使用的是熱鍍鋅板，不能滿足耐重鹽害的標準要求，按照熱交換器加工工藝流程（見圖13），經過脹管后的工序需要焊接小彎頭，焊槍火焰會灼燒到邊板，若對邊板采取噴涂耐鹽害涂料會燃燒噴涂層，因此邊板類不能采取噴涂工藝實現耐鹽害，需要從其他途徑實現。

熱交換器的邊板不能使用噴涂進行耐鹽害處理，選擇耐重鹽害能力更好的鍍鋁鋅板作為邊板。鍍鋁鋅鋼板表面呈特有的光滑、平坦和華麗的星花，基色為銀白色。特殊的鍍層結構使其具有優良的耐腐蝕性，耐熱性很好，可用于315℃的高溫環境；鍍層與漆膜的附著力好，具有良好的加工性能，可以進行沖壓、剪切、焊接等。鍍層成份按重量比率分別由55%的鋁和43.4%的鋅，1.6%的硅組成。55%鋁鋅合金鍍層的鍍鋁鋅鋼板當雙面暴露于同樣的環境時與相同厚度的鍍鋅鋼板相比具有更優越的耐腐蝕性。

經對邊板采取鍍鋁鋅板及熱鍍鋅板進行1000h中性鹽霧實驗，如圖14顯示鍍鋁鋅板出現白銹，未出現紅銹，而熱鍍鋅板整塊板已經出現紅銹，鍍鋁鋅板具有優越的耐腐蝕性。

4 耐鹽害處理注意事項

耐鹽害空調能比普通空調具有更可靠的耐鹽害效果，但針對生銹的措施未必充分，為保證耐鹽害效果，在安裝或維修時注意以下事項。

（1）應安裝在盡力避開直接暴露于海水飛沫及海風之類場所（避免安裝于波浪飛沫等直接作用的場所）。

（2）應考慮讓吸附在外部面板上的海鹽粒子由雨水沖刷干凈（例如，室外機上不要裝遮陽蓬等）。

（3）因為室外機底板內積水會明顯加快腐蝕作用，所以應注意排水坡度等，以免破壞底板內的排水性。

（4）安裝在海岸地帶的產品應定期用水沖洗，以除去粘附的鹽分等。

（5）安裝、維修等造成的涂層傷痕應進行修復。

（6）應定期檢查機器的狀態（視需要實施再次防銹處理或更換零部件等）。

（7）應確?；A部分的排水性。

5 結束語

空調器耐重鹽害處理方法多種多樣，需要根據耐重鹽害空調的使用環境變化、現有生產工藝水平、耐重鹽害處理成本進行綜合考慮，選擇合適的處理方法。同時，在需要注意規范安裝，平時注意維護保養，延長空調器在惡劣環境的使用壽命。

[1]日本冷凍空調工業會.JRA 9002 空調器耐鹽害試驗標準.1997

[2]龐啟財.防腐蝕涂料涂裝和質量控制.2003

[3]張絲雨.最新金屬材料牌號、性能、用途及中外牌號對照速用速查實用手冊.2005