DE69733317T2 - ADVANCED GALVANIC CORROSION PROTECTION - Google Patents
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
Description
Diese Erfindung betrifft allgemein den Schutz von Metallen vor einer korrosiven Umgebung und genauer den Schutz von Kupfer-Aluminium-Wärmeaustauschern zur Verwendung in Klimaanlagen.These This invention relates generally to the protection of metals from corrosive Environment and, more specifically, the protection of copper-aluminum heat exchangers for use in air conditioners.
Galvanische Korrosion tritt auf, wenn zwei ungleichartige Metalle in Anwesenheit eines Elektrolyten miteinander in Kontakt kommen, wodurch sie ein galvanisches Paar bilden. Das edlere Metall (höher in der galvanischen Reihe) liefert die Oberflächenfläche für die Reduktionsreaktion, und das weniger edle Metalle (niedriger in der galvanischen Reihe) korrodiert in einem Oxidationsprozess. Die Oxidation tritt im größten Ausmaß an der Grenzfläche der zwei Metall auf, kann aber auch in einem gewissen Abstand von der tatsächlichen Grenzfläche entfernt auftreten. In Küstenregionen ist der üblichste Elektrolyt Salzwasser in der Luft. Ein feiner Salzwassernebel kann bis zu 50 Meilen von der Küste entfernt ins Inland geblasen werden. Schwefeldioxid von industrieller Verschmutzung erzeugt ebenfalls einen Elektrolyten, wenn es sich mit Feuchtigkeit in der Luft vereinigt.galvanic Corrosion occurs when two dissimilar metals in presence of an electrolyte come into contact with each other, causing them to form galvanic pair. The nobler metal (higher in the galvanic series) provides the surface area for the reduction reaction, and the less noble metals (lower in the galvanic series) corrode in an oxidation process. The oxidation occurs to the largest extent in the interface the two metal on, but can also be at a distance from the actual interface occur away. In coastal regions is the most common Electrolyte Saltwater in the air. A fine saltwater mist can up to 50 miles from the coast be blown away inland. Sulfur dioxide from industrial Pollution also creates an electrolyte when it is combined with moisture in the air.
Ein übliches Verfahren zur Verhinderung von galvanischer Korrosion bestand darin, die exponierten Oberflächen der Metalle mit verschiedenen Anstrich-Arten zu beschichten. Diesen Schutzbeschichtungen war aus einer Anzahl von Gründen nur begrenzter Erfolg beschieden. Das Hauptproblem mit Beschichtungen ist, dass ihre Wirksamkeit bei der Verhinderung von Korrosion dadurch, dass sie der Umgebung wie ultraviolettem Licht und saurem Regen ausgesetzt werden, verschlechtert wird. Ein anderes gängiges Problem ist, dass die Beschichtungsmaterialien oft nicht gut an den Metallsubstraten haften und schließlich abblättern oder weg erodieren, wobei sie die Metallsubstrate exponieren. Darüber hinaus sind solche Schutzbeschichtungen etwas porös und lassen zu, dass der Elektrolyt die Oberfläche der Substrate durchdringt und das galvanische Paar verbindet. Zusätzlich kann die Aufbringung von Schutzbe schichtungen auf die Oberflächen bestimmter Gegenstände ihr Verhalten negativ beeinflussen.A common one A method of preventing galvanic corrosion has been to the exposed surfaces to coat the metals with different kinds of paints. These protective coatings was for a number of reasons only limited success. The main problem with coatings is that their effectiveness in preventing corrosion thereby, that they are ambient like ultraviolet light and acid rain being exposed to deterioration. Another common problem is that the coating materials often do not work well on the metal substrates stick and finally peel or erode away exposing the metal substrates. Furthermore Such protective coatings are somewhat porous and allow the electrolyte the surface penetrates the substrates and connects the galvanic pair. In addition, can the application of protective coatings to the surfaces of certain objects negatively affect their behavior.
Es wurden Versuche gemacht, mit unterschiedlichem Ausmaß an Erfolg, konventionelle Kupfer-Aluminium-Wärmeaustauscher in dem Bemühen, die Nutzlebensdauer der Baueinheit zu verlängern, mit verschiedenen Materialien zu beschichten. Diese Beschichtungsmaterialien verringern oftmals die Wärmeübertragungsfähigkeit der Baueinheit, zeigen schlechte Hafteigenschaften und vermögen nicht in all die Bereiche einzudringen, die einer feindlichen Umgebung ausgesetzt werden könnten.It attempts were made, with varying degrees of success, conventional copper-aluminum heat exchangers in an effort to To extend useful life of the unit, with different materials to coat. These coating materials often reduce the heat transfer capacity the building unit, show poor adhesion properties and can not to penetrate into all those areas that are hostile to an environment could be suspended.
Die
japanische Patentveröffentlichung
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren, wie es in Anspruch 1 definiert ist, bereitgestellt. Optionale Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.According to the invention is a A method as defined in claim 1 provided. Optional features are in the dependent claims Are defined.
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein fortschrittliches Verfahren zum Schutz gegen galvanische Korrosion. Bei einem Gegenstand, der aus zwei Metallen hergestellt ist, von denen eines edler ist als das andere, wird vor dem Zusammenbau die äußere Oberfläche des edleren Metalls mit einem Metall behandelt, das mit dem weniger edlen Metall galvanisch verträglicher ist als das edlere Metall mit dem weniger edlen Metall galvanisch verträglich ist, um eine Schutzschicht auf der Oberfläche des edleren Metalls und zwischen dem weniger edlen Metall und dem edleren Metall zu bilden, wodurch die galvanische Korrosion des weniger edlen Metalls verringert wird. Durch optimale Auswahl des Behandlungsmetalls, das auf das edlere Metall aufgebracht wird, verringert die Erfindung stark den Oxidations-Reduktions-Prozess, der eine Korrosion des weniger edlen Metalls, beispielsweise einer an ein Kupferrohr eines Wärmeaustauschers montierten Aluminiumrippe, in Anwesenheit eines Elektrolyten verursacht.The The present invention generally relates to an advanced process for protection against galvanic corrosion. For an item that made of two metals, one of which is more noble than the other, with the outer surface of the nobler metal before assembly a metal treated with the less noble metal galvanic compatible is galvanic as the nobler metal with the less noble metal compatible is to make a protective layer on the surface of the nobler metal and between the less noble metal and the nobler metal, which reduces the galvanic corrosion of the less noble metal becomes. By optimal selection of the treatment metal, which on the more noble metal is applied, the invention greatly reduces the Oxidation-reduction process involving corrosion of the less noble metal, for example, one mounted on a copper tube of a heat exchanger Aluminum rib, caused in the presence of an electrolyte.
Wie unten genau beschrieben wird, wird die vorliegende Erfindung dabei beschrieben, wie sie für den Schutz eines Kupfer-Aluminium-Wärmeaustauschers gegen galvanische Korrosion sorgt. Es sollte jedoch für Fachleute offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf dieses spezielle Beispiel beschränkt ist und in Verbindung mit einer Anzahl von Anordnungen, wo ungleichartige Metalle in Anwesenheit eines Elektrolyten miteinander in Kontakt sind, verwendet werden könnte.As will be described in detail below, the present invention will be described as providing protection of a copper-aluminum heat exchanger against galvanic corrosion. However, it should be obvious to those skilled in the art that the This invention is not limited to this specific example and could be used in connection with a number of arrangements where dissimilar metals are in contact with one another in the presence of an electrolyte.
Wie oben angegeben, werden Wärmeaustauscher dieses Typs bei Gebrauch üblicherweise korrosiven Umgebungen ausgesetzt. Bei einer typischen Anordnung werden Wärmeaustauscher dieses Typs unter Verwendung von Kupferrohren für die Strömungskreis-Rohre und von Aluminium für die Rippen hergestellt. Die Rippen sind in Berührung mit den Rohren angeordnet und ziehen Wärme durch Wärmeleitungsübertragung von den Rohren ab und leiten die Wärme dann durch Wärmekonvektionsübertragung an das Gas (üblicherweise Luft), das über die Rohre strömt, ab. Beim Bau der Rohre wird Kupfer verwendet wegen seiner guten Wärmeübertragungseigenschaften, allgemeinen Korrosionsbeständigkeit und einfachen Reparierbarkeit. Die Rippen werden aus Aluminium hergestellt wegen seiner guten Wärmeübertragungseigenschaften, Einfachheit der Herstellung und der geringen Kosten. Bei bestimmten Anwendungen werden Wärmeaustauscher verwendet, die vollständig aus Kupfer, wie auch vollständig aus Aluminium, hergestellt sind, um die Probleme der galvanischen Korrosion zu vermeiden, aber um den Preis der oben charakterisierten Kompromisse.As stated above, become heat exchangers This type is usually corrosive when used Exposed to environments. In a typical arrangement, heat exchangers of this type using copper tubes for the flow circuit tubes and aluminum for the ribs produced. The ribs are arranged in contact with the tubes and draw warmth by heat transfer from the tubes and then pass the heat through convection heat transfer to the gas (usually Air), that over the Pipes are flowing, from. When building the pipes, copper is used because of its good Heat transfer properties, general corrosion resistance and easy to repair. The ribs are made of aluminum because of its good heat transfer properties, Simplicity of production and low cost. For certain Applications are heat exchangers used the complete made of copper, as well as completely made of aluminum, are made to solve the problems of galvanic To avoid corrosion, but at the price of the above characterized Compromises.
Aluminium
ist beträchtlich
niedriger in der galvanischen Reihe, d.h. weniger edel, als Kupfer. Dies
ist der Grund, dass das Aluminium oxidiert oder korrodiert, wenn
es in Anwesenheit eines Elektrolyten mit Kupfer in Kontakt ist.
In der in
Wie
unten genauer erläutert
wird, werden gemäß der vorliegenden
Erfindung die exponierten Oberflächen
der Rohre
Die
Beschichtung oder Oberflächenanreicherung
der Kupferrohre
Der
kritische Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung
einer gleichmäßigen Beschichtung
aus Aluminium auf der gesamten Oberfläche der Strömungskreis-Rohre
Es
ist bevorzugt, dass die Beschichtung eine hohe Duktilität hat, um
die nachfolgende Montage des Wärmeaustauschers
ohne Beschädigung
der Beschichtung zu erlauben. Die Duktilität der Beschichtung wird teilweise
durch die Beschichtungszusammensetzung und die Dicke der Beschichtung
bestimmt. Wie oben erwähnt,
würde jede
metallische Zusammensetzung, die mit dem Rippenmaterial galvanisch
verträglicher
ist als das Rohrmaterial, die Oxidationsrate der Rippen
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