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双层卷焊钢管在空调业中应用及前景

发布时间:2015-05-11 11:49:36  浏览次数:
1、空调行业前景
  中国改革开放以来,经过空调人的几十年努力,现如今中国空调行业已成为当之无愧的世界制造中心。据报道,2011年度全国空调的总产量达到1.39亿台,占到全球空调总产量的80%。同时,城镇化的推进、全球气候变暖等多种原因使空调器的刚性需求不断扩大,也为空调器的销售提供了广阔的市场。
  空调器中使用大量管材,大体可区分为两大类:一类为参与热交换的,如冷凝器、蒸发器用管;另一类为不参与热交换的,如室内机配管、室外机配管和连接管。后者由于不需要换热,这为钢管替换铜管提供了可能性(钢的导热系数是铜的1/8.5,理论上讲使用钢管更加保温、节能、省电)。
  初略估计,每台空调器用量1.5kg左右,其中空调器室外机配管大约每台用量为0.5kg,空调器室内、外机连接管大约每台用量为1.0kg。按2011年全国空调器产量来计算,全年市场理论需求量约20万t,如果能够替换成功,必为对双层卷焊钢管及其相关行业带来巨大的发展机遇,也能为国家节约大量的铜资源。
  2、空调用双层管主要性能特点
  1)无时效现象
  空调用管材,从采购到最终使用,周期很长,特别是室内机配管和室内、外机连接管,这一周期更长,甚至超过一年以上,为了保证最终能正常弯曲使用,要求管材不能有明显的时效现象。
  2)加工硬化指数
  加工硬化指数n值大,有利于深冲,材料的延伸率高,但应用于空调行业,管材在反复弯曲时硬化过快,最后会导致弯不动而无法使用,所以空调用管希望加工硬化指数n值尽可能小;但n值小的同时材料的延伸率会下降。所以,需要合理选择。
  3)力学性能
  抗拉强度Rm:原标准Rm≥290MPa,空调行业≥270MPa其差异不是很大。
  屈服强度Rel:与原标准规定Rel≥180MPa;对空调行业而言,希望Rel值越低越好,易于变形,现要求Rel≤180MPa,最好是Rel≤140MPa;
  断后延伸率A:原标准规定A≥25%;空调行业则希望达到铜管的指标,要求A≥38%,最理想是A≥40%。
  4)化学成分
  由于性能要求的特殊性,决定了钢材化学成分更加倾向于超低碳钢,其中C≤0.004%,而原标准化学成分规定C=0.02%-0.08%。
  5)弯曲试验
  原标准规定:对外径不大于8.00mm的管材,其弯芯直径为外径的3倍;外径大于8.00mm的,其弯芯直径为外径的6倍。但空调由于受空间限制,各种规格的弯芯直径都在3倍之内。
  6)弯扁率
  空调用管材弯管后的弯扁率e<1.15;最高要求e<1.23。(弯扁率e指:连接管经过盘管工装弯制后,弯管出的横截面会由弯前的圆形,变成椭圆形,椭圆形的长径a与短径b之比)。
  7)外镀层的耐蚀性
  在原标准中,外表面耐蚀保护层的选择由供需双方协商确定,其中镀锌耐蚀保护层经钝化处理后,做中性盐雾试验(NSS)耐蚀级别可分为A、B、C、D、E五个级别,其中耐蚀性最长的E级为200h;但空调行业要求远远高于此标准,它们外镀层耐蚀保护层必须同时满足以下四个条件:
  (1)耐蚀性:由于空调室外机长年裸露户外,使用条件相当恶劣,更主要的是在空调运行中管材外表面会结露,对外镀层耐蚀性要求很高,中性盐雾试验(NSS)耐蚀时间必须超过500h,有些用户甚至要求耐蚀时间超过1000h。
  (2)耐高温:空调生产中,各部件之间的连接都是通过相互焊接完成的,焊料温度在800℃左右,但焊枪火焰温度会更高,管材外镀层在此高温下不能失效且不能熔化。
  (3)延展性:空调器用管是去做防腐处理之后再进行扩(缩)口、弯曲成型等加工过程,此时外镀层不能失效更不能脱落,所以要求外镀层具有相应良好的延展性。
  (4)可焊性:外镀层必须与铜管具有可焊性,以上条件大大限制空调用管外镀层的可选方案,也提高了技术难度。
  8)管内清洁度
  原标准规定双层卷焊钢管内表面清洁度的残留物不超过0.16g/m2,空调行业要求残留物不超过38mg/m2,最低的要求不超过25mg/m2。
  3、推广应用的展望
  双层卷焊钢管在空调行业推广应用除以上技术要求之外,由于空调行业全部都采用手工焊接,焊接质量依赖于操作者的个人技术,其缺点是不稳定、虚焊多,同时,焊接温度和焊接时间难以控制,对外镀层的影响程度也不相同,可能成为推广应用的一大瓶颈。
  针对以上技术要求,芜湖源大管业有限公司与其他企业协作,特别是与苏州华盛邦迪镀铜钢带有限公司合作,做了一些研究和攻关,样品在格力公司进行了系统的检测,时间超过了一年半,检测报告近40页,已获得初步认可,美的、奥克斯的样件检测也已基本完成,有希望在不远的将来能小批量应用。
  总之,根据以上已完成的工作判断,双层卷焊钢管应用于空调行业有一定的可能性,但目前在技术方面尚有许多不尽人意之处,所遇技术难题是对双层卷焊钢管整个行业的挑战。同时,空调行业对新产品的认证使用十分谨慎,要想使双层卷焊钢管完全应用于空调行业,还有十分漫长的路要走。
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