换热芯体产品细节耐腐蚀性测试方法

换热芯体产品细节耐腐蚀性测试方法

一、耐腐蚀性测试的核心意义与测试原则

换热芯体的耐腐蚀性直接决定其在特定介质与环境中的使用寿命，耐腐蚀性测试是验证芯体材质适配性、工艺可靠性及产品质量的关键环节。通过模拟实际使用场景中的腐蚀条件，测试可实现三大目标：一是评估不同材质（如铜、铝、不锈钢、钛合金）在特定介质中的耐腐蚀性能，为材质选型提供依据；二是检测芯体表面处理工艺（如亲水涂层、环氧涂层）的防护效果，判断涂层附着力与耐蚀稳定性；三是验证芯体焊接、拼接等连接部位的耐蚀性，排查工艺缺陷导致的腐蚀隐患。

耐腐蚀性测试需遵循三大原则：一是模拟真实性，测试介质、温度、压力等参数需贴近实际使用工况；二是操作规范性，严格按照国家标准或行业标准执行，确保测试结果可重复、可对比；三是安全防护性，测试过程中需采取防护措施，避免腐蚀性介质泄漏造成人员伤害或环境污染。

二、按腐蚀环境分类的常用测试方法

根据换热芯体的使用环境，耐腐蚀性测试可分为液体介质腐蚀测试、气体介质腐蚀测试及综合环境腐蚀测试三大类，各类方法适用于不同场景。

（一）液体介质腐蚀测试（适用于液 - 液、气 - 液换热芯体）

液体介质腐蚀是芯体常见的腐蚀形式，测试方法通过将芯体或试样浸泡在模拟介质中，评估其耐腐蚀性能，主要包括以下四种：

1. 浸泡腐蚀测试（GB/T 10124-2021）

测试原理：将芯体试样（尺寸通常为 50mm×25mm×2mm，取自实际芯体材质或连接部位）浸泡在特定腐蚀介质中，在设定温度下保持一定时间，通过测量试样重量变化、外观变化及腐蚀速率，判断耐腐蚀性。

测试流程：

① 试样预处理：用砂纸（400-800 目）打磨试样表面至光亮，去除氧化层，用酒精清洗后晾干，称重（精确至 0.1mg）并记录初始尺寸；

② 介质配置：根据工况配置介质，如模拟工业冷却水（含氯离子 200mg/L 的水溶液）、模拟酸碱溶液（10% 盐酸、5% 氢氧化钠溶液）；

③ 浸泡试验：将试样悬挂在介质中（避免试样接触容器壁），置于恒温箱内，设定温度（如 25℃、50℃、80℃），浸泡时间根据需求设定（通常为 24h、72h、168h、1000h）；

④ 后处理与检测：取出试样，用软毛刷去除表面腐蚀产物，用酒精清洗后晾干，再次称重，计算腐蚀速率 [腐蚀速率 =（初始重量 - 终重量）/（试样面积 × 浸泡时间），单位：g/(m²・h)]；同时观察试样表面有无点蚀、裂纹、剥落等现象。

结果判定：普通铝试样在 5% 氢氧化钠溶液中（25℃，72h）腐蚀速率＞10g/(m²・h) 为不合格；304 不锈钢试样在含氯离子 200mg/L 的水溶液中（50℃，168h）腐蚀速率＜0.1g/(m²・h) 为合格，且无点蚀现象。

2. 电化学腐蚀测试（GB/T 17899-1999）

测试原理：利用电化学工作站测量芯体试样在腐蚀介质中的极化曲线、阻抗谱等电化学参数，快速评估腐蚀速率与腐蚀机制，适用于实验室快速筛选材质。

测试流程：

① 试样制备：将芯体制成工作电极（暴露面积 1cm²，其余部分用环氧树脂封装），打磨至光亮并清洗晾干；以铂片为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，组成三电极体系；

② 介质准备：将测试介质（如海水模拟液、工业废水模拟液）倒入电解池，恒温至 25℃；

③ 电化学测量：先进行开路电位测试（稳定 30min），再进行动电位极化曲线测试（扫描速率 1mV/s，扫描范围 - 0.2V~+0.8V），进行电化学阻抗谱测试（频率范围 10⁵Hz~10⁻²Hz，交流振幅 10mV）；

④ 数据处理：通过极化曲线计算腐蚀电流密度（腐蚀电流密度越小，耐腐蚀性越强），通过阻抗谱分析腐蚀界面的电荷转移阻力。

结果判定：钛合金试样在海水模拟液中的腐蚀电流密度＜1×10⁻⁷A/cm² 为合格；铝合金试样的腐蚀电流密度＞1×10⁻⁵A/cm² 为耐蚀性较差。

3. 水垢腐蚀模拟测试（GB/T 23296.1-2009）

测试原理：模拟硬水在芯体表面结垢后的 “垢下腐蚀" 现象，评估芯体在结垢工况下的耐蚀性，适用于壁挂炉、热水器等接触硬水的芯体。

测试流程：

① 试样准备：同浸泡腐蚀测试，记录初始状态；

② 硬水配置：按钙硬度 500mg/L、镁硬度 200mg/L 配置硬水，加入 0.5% 氯化钠模拟腐蚀性；

③ 循环测试：将试样置于循环系统中，硬水以 0.5m/s 流速流经试样表面，温度控制在 60℃，持续循环 1000h，期间定期观察结垢情况；

④ 检测评估：停止测试后，去除试样表面水垢，称重计算腐蚀速率，检查有无局部腐蚀坑。

结果判定：不锈钢板式芯体在该测试中腐蚀速率＜0.05g/(m²・h)，且无深度＞0.1mm 的腐蚀坑为合格。

4. 缝隙腐蚀测试（GB/T 10127-2002）

测试原理：模拟芯体连接部位（如管束与管板、板片与垫片）的缝隙环境，评估缝隙处的局部腐蚀性能，适用于管翅式、板式芯体。

测试流程：

① 试样组装：将两个相同材质的试样（50mm×25mm×2mm）平行放置，中间用 0.1mm 厚的聚四氟乙烯垫片隔开，形成缝隙，用螺栓固定；

② 浸泡测试：将组装好的试样浸泡在 3.5% 氯化钠溶液中，25℃下浸泡 168h；

③ 拆解检测：拆解试样，观察缝隙内部有无腐蚀，测量腐蚀区域面积与深度。

结果判定：316 不锈钢试样缝隙内无明显腐蚀为合格；304 不锈钢试样若出现连续腐蚀区域且深度＞0.05mm 为不合格。

（二）气体介质腐蚀测试（适用于气 - 气换热芯体）

气体介质腐蚀主要包括盐雾腐蚀、湿热腐蚀等，测试通过模拟高盐、高湿等气体环境，评估芯体的耐蚀性，常用方法有两种：

1. 中性盐雾测试（GB/T 10125-2021）

测试原理：将芯体或试样置于盐雾试验箱内，持续喷射 5% 氯化钠溶液雾（pH 值 6.5-7.2），模拟沿海、海洋等盐雾环境，评估芯体的耐蚀性能，气体腐蚀测试方法。

测试流程：

① 试样预处理：芯体试样（可采用完整小型芯体或代表性部件）用酒精清洗，去除表面油污，记录初始外观；

② 试验箱设置：温度控制在 35℃，盐雾沉降量 1-2mL/(h・80cm²)，喷雾压力 0.07-0.1MPa；

③ 盐雾测试：将试样悬挂在试验箱内（与垂直方向成 15°-30° 角），持续测试（时间根据要求设定：24h、48h、96h、168h、500h）；

④ 结果检测：取出试样，用流动清水冲洗 5min，晾干后观察表面腐蚀情况（如锈迹、点蚀、涂层脱落），记录腐蚀面积占比。

结果判定：亲水铝箔芯体试样测试 96h 后，腐蚀面积占比＜5% 且涂层无脱落为合格；普通铝芯体测试 48h 后若出现明显锈迹为不合格。

2. 湿热腐蚀测试（GB/T 2423.3-2006）

测试原理：模拟高温高湿环境（如南方梅雨季节、浴室环境），评估芯体在湿热条件下的耐蚀性，适用于新风系统、除湿机等芯体。

测试流程：

① 试样准备：同盐雾测试，记录初始状态；

② 试验箱设置：温度 40℃，相对湿度 93%±2%，无凝露；

③ 湿热暴露：将试样放入试验箱，持续暴露 168h、336h；

④ 检测评估：取出试样，观察表面有无霉斑、腐蚀，涂层有无起泡，必要时进行附着力测试（划格法：用刀片划 1mm×1mm 方格，用胶带粘贴后无涂层脱落为合格）。

结果判定：环氧铝箔芯体测试 336h 后，表面无霉斑、涂层附着力达到 0 级（划格后无脱落）为合格。

（三）综合环境腐蚀测试（适用于复杂工况芯体）

综合环境腐蚀测试模拟多种腐蚀因素共同作用的场景，更贴近实际使用环境，主要包括以下两种：

1. 温湿度 - 盐雾循环测试（GB/T 2423.18-2021）

测试原理：交替进行盐雾、高温干燥、湿热等阶段，模拟昼夜温差、干湿交替的复杂环境，评估芯体的耐蚀稳定性，适用于户外安装的空调冷凝器、汽车散热器等芯体。

测试流程：

① 循环设置：一个循环周期为 24h，包括盐雾阶段（8h，35℃，5% 氯化钠盐雾）、高温干燥阶段（8h，60℃，相对湿度＜30%）、湿热阶段（8h，40℃，相对湿度 93%）；

② 试样测试：将芯体试样放入试验箱，进行 3 个、5 个或 10 个循环测试；

③ 结果检测：每个循环结束后观察试样外观，测试完成后计算腐蚀速率，检查涂层完整性。

结果判定：汽车铝制散热器芯体经过 5 个循环测试后，无明显腐蚀穿孔，散热管与翅片连接部位无松动为合格。

2. 腐蚀 - 振动复合测试（JB/T 10538-2005）

测试原理：在腐蚀环境中同时施加振动载荷，模拟汽车、船舶等移动设备中芯体的工作状态，评估芯体在腐蚀与振动共同作用下的耐蚀性与结构稳定性。

测试流程：

① 试样固定：将小型完整芯体（如汽车中冷器芯体）固定在振动试验台上；

② 腐蚀环境设置：在试验台周围设置盐雾喷射装置，喷射 5% 氯化钠盐雾（35℃）；

③ 振动加载：设定振动参数（频率 10-50Hz，振幅 0.5-1mm，加速度 10-20m/s²），持续测试 24h；

④ 检测评估：测试后检查芯体有无泄漏（水压试验）、结构变形，观察腐蚀部位的损伤程度。

结果判定：测试后芯体无泄漏、无明显变形，腐蚀区域未延伸至结构关键部位为合格。

三、芯体涂层耐腐蚀性的专项测试方法

针对亲水铝箔、环氧铝箔等带涂层的芯体，需额外进行涂层耐蚀性专项测试，重点评估涂层的防护效果与稳定性。

（一）涂层附着力测试（划格法，GB/T 9286-1998）

测试原理：通过在涂层表面划格，观察涂层脱落情况评估附着力，附着力越强，涂层耐蚀性越好。

测试流程：

① 用刀片在芯体涂层表面划 10×10 个方格（方格边长 1mm，深度至基底材质）；

② 用干净毛刷清除划格产生的碎屑；

③ 用 3M 胶带（宽度 25mm）紧密粘贴在方格上，保持 10s 后以 45° 角快速撕离；

④ 观察方格内涂层脱落情况，按标准评级（0 级：无脱落；1 级：脱落面积＜5%；2 级：脱落面积 5%-15%；3 级：脱落面积 15%-35%；4 级：脱落面积 35%-65%；5 级：脱落面积＞65%）。

结果判定：亲水铝箔芯体涂层附着力需达到 0 级或 1 级为合格。

（二）涂层耐溶剂性测试（GB/T 1734-1993）

测试原理：评估涂层抵抗有机溶剂侵蚀的能力，适用于可能接触油污的芯体（如汽车空调芯体）。

测试流程：

① 用蘸有乙醇（或汽油）的脱脂棉轻轻擦拭涂层表面，擦拭次数 10 次（每次擦拭范围 50mm×50mm，力度均匀）；

② 晾干后观察涂层有无失光、变色、起泡、脱落等现象。

结果判定：涂层无明显变化为合格；若出现起泡、脱落为不合格。

（三）涂层耐温性测试（GB/T 1735-2009）

测试原理：评估高温下涂层的耐蚀稳定性，避免高温导致涂层失效。

测试流程：

① 将芯体试样放入恒温箱，设定温度（亲水铝箔 120℃，环氧铝箔 150℃），持续保温 24h；

② 取出冷却至室温，观察涂层有无开裂、变色、脱落，同时进行划格法附着力测试。

结果判定：涂层无开裂、脱落，附着力仍达到 1 级以上为合格。

四、测试结果的应用与注意事项

（一）测试结果的应用

材质选型：通过浸泡测试、电化学测试结果，选择在目标介质中腐蚀速率低的材质（如海水环境优先选择钛合金、316 不锈钢）；

工艺优化：若焊接部位在缝隙腐蚀测试中出现腐蚀，需优化焊接工艺（如增加焊接熔深、改善焊缝成形）；

质量控制：将盐雾测试、涂层附着力测试作为出厂检验项目，确保批量生产的芯体耐蚀性达标。

（二）测试注意事项

试样代表性：试样需取自芯体的关键部位（如焊接处、涂层区域），尺寸与加工工艺需与实际芯体一致，确保测试结果能反映真实性能；

介质配置精度：腐蚀介质的浓度、pH 值需精确控制（如盐雾测试中氯化钠浓度≤0.1%），避免因介质偏差导致测试结果不准确；

安全防护：操作腐蚀性介质时需穿戴耐酸碱手套、护目镜、防护服；盐雾试验箱、电化学工作站等设备需定期维护，防止泄漏；

数据记录完整性：详细记录测试条件（温度、时间、介质参数）、过程现象与结果，形成测试报告，便于追溯与对比。

五、相关标准体系说明

换热芯体耐腐蚀性测试需遵循国家标准（GB）、行业标准（JB、HG）等规范，主要相关标准包括：

GB/T 10125-2021《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》；

GB/T 10124-2021《金属材料 实验室均匀腐蚀全浸试验方法》；

GB/T 9286-1998《色漆和清漆 划格试验》；

JB/T 10538-2005《汽车散热器 技术条件》；

HG/T 2371-2016《化工用换热器用钛及钛合金管》。

不同行业的芯体需根据具体应用场景，选择对应的标准进行测试，确保测试结果符合行业要求。