CN119737803A - 一种无机盐相变储能装置换热盘管防腐防护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无机盐相变储能装置换热盘管防腐防护方法，通过选取合适材质、合适尺寸以及热缩比的热缩管，热缩于金属换热盘管表面。通过热缩管将腐蚀介质与金属换热盘管隔离，以此对金属换热盘管进行防腐防护，提升金属换热盘管的抗腐蚀性。此方法工艺简单且成本低廉，适合大规模生产。

Description

一种无机盐相变储能装置换热盘管防腐防护方法

技术领域

本发明涉及换热盘管防腐防护，尤其涉及一种无机盐相变储能装置换热盘管的防腐防护方法。

背景技术

金属铜具有良好的延展性以及合适的硬度，成型和加工工艺简单，被广泛应用于各个行业。特别是金属铜具有优异的导热性，在相变储能装置的换热器件中也有较为普遍的应用。铜在空气中的金属活泼性虽然较铁、铝等金属弱，但是在一些特定的无机水合盐相变储能材料中，尤其是呈现碱性（pH＞7.0）的无机水合盐相变储能材料中，如八水氢氧化钡（Ba(OH)₂·8H₂O）中，铜的耐腐蚀性能会大打折扣，极易发生化学甚至是电化学反应，导致铜发生腐蚀。腐蚀会导致材料的强度、韧性等力学性能受到显著影响，不仅会对换热器的使用寿命造成影响，还会威胁到相变储能装置的使用安全。因此，在八水氢氧化钡为主要相变储能材料的相变储能装置中，铜盘管的防腐处理尤为重要。

传统的金属材料防腐方式主要包括：提高金属材料内在耐腐蚀性能、涂/镀非金属或金属保护层、电化学保护等。但传统金属防腐措施不仅存在操作难度大、成本高的不足，而且防腐处理工艺对金属材料的表面状态以及工况环境有严苛的要求，这导致传统的金属材料防腐措施，在相变储能设备换热盘管的防腐处理过程中，操作、实施难度非常大。因此，迫切需要一种简便且成本低廉的金属防腐方法，用较小的代价实现对相变储热设备换热盘管进行有效的防腐处理。

发明内容

本发明旨在通过一种简便且成本低廉的方式对金属管进行防腐处理。其主要内容包括如下：

一种无机盐相变储能装置换热盘管防腐防护方法，主要包括如下步骤：在换热盘管待防腐防护的配件上套设热缩管，对套设热缩管的换热盘管配件进行加热将热缩管热缩于换热盘管配件表面，其特征在于：在换热盘管待防腐防护的配件上套设的热缩管，具有与所述配件匹配的尺寸和热缩比。

进一步，所述热缩管的尺寸为直径比所述换热盘管配件大10%~50%，所述热缩管的热缩比为1.2~1.5。

进一步，所述无机盐为无机水合盐相变储能材料。

进一步，所述换热盘管的材质为铜。

进一步，所述热缩管的材质为聚四氟乙烯。

进一步，所述无机水合盐相变储能材料为八水氢氧化钡。

进一步，所述热缩管仅对所述换热盘管做局部防护。

相比于传统的换热盘管防腐防护方法，本发明的换热盘管防腐防护方法操作方便，不需要对换热盘管表面做过多预处理，只需要换热盘管表面无凸起异物、无尖锐棱角即可。换热盘管一般有金属管弯制或者焊接而成，表面光滑、圆润，将换热盘管表面做简单清理后，套装上热缩管，加热使其热缩于换热盘管表面即可，非常适合大规模生产。

而且，可以对换热盘管表面做局部防腐防护。无机盐相变储能装置的换热盘管在无机盐与空气接触的界面处腐蚀最为严重，因为相变过程中由于物相转变导致的体积变化，界面出的换热盘管一直处于空气/无机盐交替浸泡的环境，因此极易发生腐蚀，如果采用本发明的换热盘管防腐防护方法在界面处对换热盘管做局部防腐防护即可在不过多增加成本的情况下，延长换热盘管的使用寿命，而且防腐防护处理不会导致换热盘管的制作工艺发生重大的改变。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结具体实施案例做详细的说明。

本发明无机盐相变储能装置换热盘管防腐防护方法主要包括三个步骤：在换热盘管待防腐防护配件上套设尺寸、热缩比适当的热缩管，对套设热缩管后的化热盘管进行装配，对完成装配的换热盘管进行热缩管位置调节并加热收缩。但是，在这三个步骤中，对换热盘管进行装配并非是必需的，只是一个优选步骤。

将尺寸、热缩比适当的热缩管套装在需要保护的换热盘管表面，然后将热缩管加热，受热后热缩管收缩于换热盘管表面，紧固后，即可对换热盘管表面实现防护。

热缩管在换热盘管表面的包裹力由热缩管的尺寸和热缩比共同决定，热缩管的尺寸和热缩比如果不协调则会导致热缩管在换热盘管表面包裹不牢、不严密，容易导致热缩管对换热盘管保护效果的下降。

当热缩管尺寸偏大时，热缩后，由于材料自身热缩比的限制，即使热缩管极限收缩仍然无法弥合过大尺寸产生的间隙，从而导致热缩管对换热盘管的包裹不牢、不严密，热缩管对换热盘管的保护效果下降；当热缩管热缩比偏小时，热缩管收缩后包裹换热盘管的力量变小，在使用过程中，由于无机水合盐相变储能材料结晶产生的力或者无机水合盐结晶过程中体积变化产生的拉力，会导致热缩管在换热盘管上发生滑移，致使理应保护的换热盘管表面失去防护，暴露在无机水合盐材料中，从而导致热缩管对换热盘管的保护效果下降。

具体实施方式

本发明实施方式中，以聚四氟乙烯材质的热缩管，对φ10mm T2紫铜材质的铜管进行防腐防护处理。其中，热缩管尺寸比铜管尺寸大20%为φ12mm，热缩比为1.3。将热缩管预先套设在铜管表面，调整至合适位置后，将组合体放置在温度为120℃的烘箱中加热，使热缩管在铜管表面收缩。热缩管部分包裹铜管表面，在铜管上端和下端各有一部分裸露的铜管。经过加热以后，热缩管严密包裹于铜管表面，形成组合体，然后将组合体的一部分浸没于熔融Ba(OH)₂·8H₂O中，测试防腐防护效果。

防腐防护测试，在密封的塑料容器内进行。将Ba(OH)₂·8H₂O装入塑料容器内，密封后，放置在90°的烘箱中使其完全融化。将经过聚四氟乙烯材质热缩管防护后的T2紫铜管密封浸泡在上述容器内进行防腐防护测试。

防腐防护测试过程中，熔融Ba(OH)₂·8H₂O的液面高度控制在铜管中间部位，保证下端裸露铜管以及部分热缩管保护后的铜管浸没于熔融Ba(OH)₂·8H₂O中，上端裸露铜管以及部分热缩管保护后的铜管暴露在密封、湿润的空气中，模拟换热盘管工况环境。将容器放置于90℃的烘箱中，长期保温。

样品连续浸泡1176h后，取出进行状态检查。

检查发现，浸没在熔融Ba(OH)₂·8H₂O中的铜管表面生长出了大量紫色锈蚀物，未浸没在熔融Ba(OH)₂·8H₂O中，但是暴露在密封、湿润环境下的铜管表面明显出现了氧化的现象，变为了黑色。剖开防护的热缩管，观察铜管状态，包裹热缩管后，即使浸没在熔融Ba(OH)₂·8H₂O中，铜管表面依然呈现光亮的状态，未发生氧化，亦未发生腐蚀，热缩包裹在T2紫铜管表面的聚四氟乙烯热缩管对其产生了非常好的防腐效果，而且适当的尺寸以及热缩比，使得热缩管在铜管表面的结合力足够大，即使连续浸泡的情况下，熔融的无机水合盐相变储能材料Ba(OH)₂·8H₂O也未能从热缩管与铜管之间的缝隙渗入。

以上防护测试结果表明，即使仅通过铜管表面局部热缩一层尺寸、热缩比适当的热缩管，既可以对该位置进行有效的防腐防护。通过热缩管对换热盘管做局部防腐防护，能够实现预想的效果。

可以理解，本发明是通过一些实施方式进行描述的，本领域技术人员知晓的，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以对这些特征和实施方式进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施方式进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处公开的具体实施方式的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施方式都属于本发明所保护的范围。

Claims (7)

1.一种无机盐相变储能装置换热盘管防腐防护方法，主要包括如下步骤：

在换热盘管待防腐防护的配件上套设热缩管，

对套设热缩管的换热盘管配件进行加热将热缩管热缩于换热盘管配件表面，

其特征在于：在换热盘管待防腐防护的配件上套设的热缩管，具有与所述配件匹配的尺寸和热缩比。

2.如权利要求1所述的无机盐相变储能装置换热盘管防腐防护方法，其特征在于：所述热缩管的尺寸为直径比所述换热盘管配件大10%~50%，所述热缩管的热缩比为1.2~1.5。

3.如权利要求2所述的无机盐相变储能装置换热盘管防腐防护方法，其特征在于：所述无机盐为无机水合盐相变储能材料。

4.如权利要求3所述的无机盐相变储能装置换热盘管防腐防护方法，其特征在于：所述换热盘管的材质为铜。

5.如权利要求3所述的无机盐相变储能装置换热盘管防腐防护方法，其特征在于：所述热缩管的材质为聚四氟乙烯。

6.如权利要求3所述的无机盐相变储能装置换热盘管防腐防护方法，其特征在于：所述无机水合盐相变储能材料为八水氢氧化钡。

7.如权利要求1~6任意一项权利要求所述的无机盐相变储能装置换热盘管防腐防护方法，其特征在于：所述热缩管仅对所述换热盘管做局部防护。