通过管理侵蚀腐蚀确保寿命更长

热交换器和冷板用于冷却应用中，使用热传递流体，如水、乙二醇和水溶液、油等，将热量从一个地方转移到另一个地方。在这些应用中有成千上万种流体和流体路径材料的组合。在这些组件中选择流体路径材料的主要标准之一应该是材料的抗腐蚀能力。腐蚀有许多不同的形式，包括“冲蚀腐蚀”。了解流体特性和材料特性是很重要的，以便最大限度地减少侵蚀和优化系统性能和寿命。

什么是侵蚀腐蚀？

由于流体和金属表面的相对运动，腐蚀腐蚀是金属腐蚀速率的加速。它通常发生在管弯和肘部，管收缩和改变流动方向或速度的其他结构中。这种腐蚀的机制是连续流体流动，其从金属表面去除任何保护膜或金属氧化物。它可以在流动流中存在和不存在悬浮物中发生。在存在悬浮物质的情况下，效果与喷砂非常相似，并且甚至可以在相对低的流体速度下除去甚至的强薄膜。一旦金属表面暴露，它就会被腐蚀性介质攻击并通过流体摩擦侵蚀。如果金属氧化物的被动层不能快速再生，则可能发生显着的损坏。

在相同的流体条件下，一些材料比其他材料更耐受腐蚀。腐蚀腐蚀在软合金中最普遍，例如铜和铝。虽然在冷却施加的流体中增加流体的流速可能会增加其性能，但它也可能增加腐蚀腐蚀。因此，重要的是要确定增加流量对热性能的影响有多巨大，因为您可能会看到性能最小的改进，在热交换器或冷板的寿命中具有显着下降。

下图显示了流体速度对3/8“铜管 - 翅片液 - 空气热交换器对性能和腐蚀的影响。该图表明在流动（Re> 4000）和体积流动的湍流区域中小于2GPm的速率，水速度在铜管的推荐值范围内少于8英尺/秒（2GPm）（参见表1）。给定相同的直径管，湍流流动的流速加倍不会导致热性能的双倍。然而，在热交换器性能下，层状和过渡区域的流速使流速增加了两倍。

表1：特定材料的最大建议水速

水
低碳钢	10英尺/秒
不锈钢	15英尺/秒
铝	6英尺/秒
铜	8英尺/秒
90 - 10白铜	10 / FT /秒
70-30 Cupronickel.	15英尺/秒

控制侵蚀腐蚀

最小化腐蚀腐蚀的一些方法包括通过去毛刺（即 - 平滑脱气）来改善管内的流线，允许弯曲具有更大的角度，并且逐渐变化管道直径而不是突然地改变管道直径。其他方法包括减慢流速（最小化湍流），降低溶解氧量，改变pH，并将管材切换到不同的金属或合金。

除了使用的流体路径材料外，考虑流体的温度也很重要。在较高的温度下，应降低流速，以减少侵蚀。例如，作为一般规则，冷水流速不应超过8英尺/秒，热水流速不应超过5英尺/秒(最高约140华氏度)。在水温通常超过140°F的系统中，流速不应超过3英尺/秒。对于其他典型管道材料的最大推荐水速度，请参阅表1。对于其他流体，最大允许流体速度可由以下公式计算:

给定流体的允许流速]=[水的允许流速]x[水的密度/给定液体的密度]1/2。

在任何冷却系统中，总要在热性能和可靠性/寿命之间进行权衡。增加流体流量将给你更多的冷却或性能只有在一个点。之后，流体速度的增加可能会迅速开始腐蚀油管内部的金属表面。设计者应该考虑许多不同的因素，比如上面讨论的因素，以确定其应用的最佳解决方案。