探討太陽能搪瓷儲熱水箱典型質(zhì)量問題

1典型質(zhì)量問題 　　1.1漏水 　　對于儲熱水箱而言，內(nèi)膽漏水是致命問題。一旦出現(xiàn)漏水，首先影響到整套熱水系統(tǒng)的使用，其次引發(fā)漏電等安全隱患，再次給用戶造成經(jīng)濟損失。內(nèi)膽漏水的主要原因有3個。 　　1.1.1搪瓷缺陷導(dǎo)致漏水 　　搪瓷缺陷是內(nèi)膽漏水的起因，而搪瓷工藝不可避免地存在一些缺陷。減少搪瓷缺陷就能有效降低內(nèi)膽漏水故障的幾率。搪瓷缺陷主要表現(xiàn)為：厚薄不均、鱗爆、麻點、針孔、燒縮、燒生等。根據(jù)GMO邁能多年質(zhì)量檢驗和應(yīng)用實踐表明：搪瓷層厚度必須控制在0.15～0.50mm之間，太薄則搪瓷層被快速侵蝕，太厚則搪瓷層易在使用中的“水錘”沖擊下開裂爆瓷。 　　1.1.2陰極保護失效導(dǎo)致內(nèi)膽漏水 　　搪瓷儲熱水箱在局部搪瓷不佳情況下，鋼板會暴露在氣體或水中，在壓力和溫度等作用下，就會出現(xiàn)腐蝕。腐蝕的主要形式是電化學(xué)腐蝕。水中的負離子和裸露在水中的金屬形成兩個電極，組成腐蝕原電池。因為金屬的電極電位總比氧的電極電位低，且屬于陽極，與電解質(zhì)溶液間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)電流越大，腐蝕越快。 　　為了防止搪瓷儲熱水箱內(nèi)膽的腐蝕，必須設(shè)置陰極保護措施來彌補搪瓷涂層保護的不足。根據(jù)提供陰極電流的方式不同，陰極保護分為犧牲陽極法和外加電流法兩種。鎂犧牲陽極法屬于犧牲陽極保護法，是將一種電位負的金屬（如鎂、鋁、鋅等）與被保護的金屬結(jié)構(gòu)物電連接，通過電負性金屬或合金的不斷溶解消耗，向被保護物提供保護電流，使金屬結(jié)構(gòu)物獲得保護。外加電流陰極保護法是將低壓直流電通過輔助陽極將保護電流傳遞給被保護的金屬結(jié)構(gòu)物，從而使腐蝕得到抑制。陽極鎂棒則先于鐵和水中的負價離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。鑒于各地水質(zhì)問題，鎂棒有可能在不到規(guī)定年限內(nèi)就已消耗完，如圖1。而如果鎂棒選用不合適或者用戶不定期更換鎂棒，鎂棒被消耗后水箱內(nèi)壁就容易受腐蝕。 　　鎂犧牲陽極法由于成本和安裝的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用在搪瓷儲熱水箱中。鎂合金的成分、重量以及鎂陽極的安裝位置等對搪瓷內(nèi)膽的保護效果有決定性的影響。 圖1 鎂棒在不到規(guī)定年限內(nèi)就已消耗完 　　1.1.3設(shè)計和加工缺陷，內(nèi)膽承受不了日常使用中的“水錘”沖擊 　　搪瓷儲熱水箱內(nèi)膽抗“水錘”沖擊的能力與設(shè)計和加工密切相關(guān)。所謂的“水錘”現(xiàn)象，就是指水箱中的水在冷熱更替或熱水使用一開一關(guān)的過程中水流發(fā)生的突然變化，這導(dǎo)致壓強產(chǎn)生大幅度波動，水流沖擊水箱內(nèi)壁，產(chǎn)生的一種嚴重水擊現(xiàn)象。 　　設(shè)計因素——搪瓷鋼板的厚度、屈服強度、內(nèi)膽的直徑以及封頭/筒體的結(jié)構(gòu)形式直接決定搪瓷儲熱水箱的抗壓能力。 　　加工因素——焊接的方式、焊接的質(zhì)量以及筒體的圓度等直接決定了搪瓷儲熱水箱的抗壓能力的一致性。 　　1.2換熱器與熱源系統(tǒng)不匹配 　　1.2.1夾套換熱面積及膨脹空間的不足 　　陽臺壁掛夾套式儲熱水箱的夾層換熱面積與換熱效率、換熱面積與總傳熱系數(shù)的關(guān)系式，符合y=aX2+bX+c，即：隨著換熱面積的增加夾層換熱器的換熱效率也隨之增大；隨著換熱面積的增加夾層換熱器的總傳熱系數(shù)也隨之增大。夾層厚度超過一定值后對換熱效率和總傳熱系數(shù)影響很小。 　　在夾層長度固定時，膨脹空間與換熱面積形成互相制約的關(guān)系。膨脹空間不足則在極端條件下，夾層會因承受不住系統(tǒng)高壓而損壞。 　　GMO邁能獨特專利技術(shù)設(shè)計的夾層換熱器，其長度與內(nèi)膽筒身等長，夾層面積實現(xiàn)最大化，通過設(shè)計和驗證，合理預(yù)留膨脹空間，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。而市面上很多的夾套內(nèi)膽換熱面積和膨脹空間卻嚴重不足，影響換熱效率和使用壽命。如圖2所示。 圖2 市場上換熱面積嚴重不足的夾套內(nèi)膽 　　1.2.2搪瓷盤管換熱器與系統(tǒng)不匹配 　　隨著人們生活品質(zhì)的提高，南方地區(qū)的供暖需求日趨旺盛。目前應(yīng)用最廣的是壁掛爐系統(tǒng)，該系統(tǒng)既提供采暖又提供生活熱水，同時還有太陽能光熱系統(tǒng)接口。適應(yīng)這套系統(tǒng)的儲水裝置首推搪瓷雙盤管儲熱水箱，且其搪瓷盤管換熱器的換熱面積必須足夠大才能與壁掛爐匹配，否則壁掛爐頻繁開停，既影響其效能發(fā)揮又縮短其使用壽命。 　　GMO邁能的雙搪瓷盤管儲熱水箱是遵循德國的技術(shù)路線，上下搪瓷盤管換熱器的換熱面積與太陽能系統(tǒng)和壁掛爐系統(tǒng)完美配合。如圖3所示。 圖3  GMO邁能高科的雙搪瓷盤管水箱內(nèi)部 　　1.3關(guān)鍵原材料以及零部件的質(zhì)量水準低 　　1.3.1關(guān)鍵原材料的質(zhì)量得不到保證 　　搪瓷專用鋼板和普通鋼板搪瓷的密著性能、保護電流等技術(shù)指標差異相當大。 　　目前國內(nèi)太陽能搪瓷儲熱水箱使用的搪瓷粉關(guān)鍵指標是耐熱水侵蝕性指標和衛(wèi)生性能。電熱水器的水溫是可控的，一般不超過75℃，而太陽能熱水器的水溫是不完全可控的，有時水溫會達到95℃甚至更高。在這種應(yīng)用環(huán)境下，一些采用普通搪瓷粉的搪瓷內(nèi)膽使用2年后鋼板表面的搪瓷就消失了。優(yōu)質(zhì)搪瓷粉如福祿，優(yōu)質(zhì)搪瓷專用鋼板如寶鋼。如圖4，圖5所示。 　　隨著太陽能熱水器行業(yè)發(fā)展，承壓式搪瓷儲熱水箱以其使用舒適性的特點正在快速占領(lǐng)市場。然而在高速發(fā)展過程中暴露出了許多質(zhì)量問題，這些問題已嚴重影響到整個行業(yè)的健康發(fā)展。隨著太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，重視質(zhì)量將成為太陽能光熱利用發(fā)展史上的一次革命?。ńK邁能高科技有限公司 李杰   張雪松  劉予）