空調器結構對壓縮機生銹的分析與研究

朱 占 蔡偉達 陳瑞武

（珠海格力電器股份有限公司 珠海 519070）

前言

近年來空調器的使用領域已不局限于家庭等溫和的使用環境，沿海等潮濕的使用環境成為空調器質量評估的重要因素。為充分驗證空調器能否適用于潮濕環境，將空調器進行耐腐蝕實驗，用以判定空調器的耐腐蝕質量。本文主要闡述某次耐腐蝕實驗后出現壓縮機生銹現象，研究分析壓縮機生銹的失效機理，并提出空調器抗腐蝕能力的優化提升方案。

1 故障現象

1.1 壓縮機生銹

本文耐腐蝕試驗模擬沿海地區鹽霧的環境，某新型空調器在潮濕環境下進行啟停運轉試驗。實驗后發現壓縮機殼體下端有嚴重生銹腐蝕現象。見圖1。

圖1 壓縮機殼體生銹

現場調查：①腐蝕位置主要集中殼體下端與底板連接部分；②系統運行時分液器和吸氣管路上有大量冷凝水，隔音棉吸水后潮濕，且潮濕部位與壓縮機腐蝕位置基本吻合。見表1。

表1 現場調查現象

2 腐蝕原理

沿海地區的大氣充滿了由海水的浪花和海浪擊岸時散發在空氣的微小水滴,經氣流運輸形成由懸浮的氯化物微小液滴所組成的彌散氣霧系統。鹽霧中氯化鈉、氯化鎂的氯離子具有很大的腐蝕性。

本文金屬腐蝕屬于電化學腐蝕[1]， 鹽霧對金屬的腐蝕機理屬于原電池腐蝕。其腐蝕過程的電化學方式如下:

1）陽極: 金屬（Fe）失去電子而變成金屬陽離子（Fe2+）進入溶液，同時把相當的電子留在金屬（Fe）中:

Fe+ nH2O→Fe2+·nH2O + 2e

2）陰極: 留在陰極金屬中的剩余電子，與氧氣和水反應, 還原并吸收電子, 成為氫氧根離子（OH-）:

O2+ nH2O + 4e→4OH-

3）電解液: 氯化鈉離解生成鈉離子和氯離子，部分氯離子、金屬離子和氫氧根離子反應成金屬腐蝕物。

2Fe2++ 2Cl-+ 2OH-→ FeCl2·2Fe(OH)2

3 失效機理分析

對本文耐腐蝕實驗出現的壓縮機生銹進行失效機理的分析，研究方向分為：

1）壓縮機本身的質量問題；

2）空調器結構不合理導致耐腐蝕能力下降。

3.1 生銹表面分析

對生銹壓縮機解剖分析，生銹表面有嚴重凹坑，殼體內部平整無凸起，由此說明凹坑為生銹腐蝕引起造成的（見圖 2）。

圖2 生銹表面及殼體內部

同步將銹面使用二次元放大觀察，油漆表面無翻起無氣泡現象（見圖 3），表明生銹是由外部因素引起的腐蝕導致。

圖3 生銹面放大圖

3.2 油漆附著力實驗

3.2.1不良品油漆附著力實驗

為驗證壓縮機的油漆附著力滿足相關要求，對生銹壓縮機的銹面旁邊做油漆附著力試驗，試驗結果均合格（結果見表2），說明壓縮機生銹并非油漆脫落引起。

表2 不良品繡面旁油膜附著力實驗結果

3.2.2 正常品油漆附著力驗證

對庫存壓縮機做油漆附著力試驗試驗（結果見表3），結果表明正常品的油漆附著力滿足相關要求。壓縮機行業內基本采用電泳漆工藝，壓縮機的漆膜厚度一致性基本可以保證，隨機進行檢驗，檢驗結果（見表4）滿足漆膜厚度的要求。

表3 正常品油膜附著力實驗結果

表4 漆膜厚度檢驗結果

3.3 空調結構分析

為了降低壓縮機運行的噪音，空調系統的結構上在壓縮機外面包裹隔音棉。研究本文空調系統的結構與各系統的對比分析，判斷本文空調器結構的合理性以及是否為對本文耐腐蝕不合格的主要原因。

3.3.1 隔音棉對比分析

對比不同空調系統的隔音棉包裹方式（見表 5），發現本文耐腐蝕試驗不合格的空調系統的隔音棉包裹方式與各系統不同。本文耐腐蝕試驗的空調器使用兩層的隔音棉包裹壓縮機的方式，且隔音棉為外層膠皮、內層毛氈。隔音棉內側毛氈在吸水后由于外層是膠皮不易蒸發，由于重力水分會積聚在下端與壓縮機殼體長期接觸，和壓縮機殼體下端生銹有一定的關聯性。

表5 各系統隔音棉對比

3.3.2 吸氣管路結構對比分析

通過對比各系統吸氣管路結構的設計（見表 6），發現各系統的吸氣U型彎管、壓縮機殼體與隔音棉之間有一定間隙，冷凝水不易被隔音棉吸收。本文耐腐蝕試驗的空調系統吸氣管在壓縮機安裝板左上方，冷凝水會滴在壓縮機安裝板上被隔音棉吸收，營造成潮濕的環境，對壓縮機的腐蝕有重要影響。

表6 各系統吸氣管結構對比

4 結論

1）通過上述分析試驗，壓縮機油漆附著力和漆膜厚度均在合格范圍之內，說明壓縮機殼體下端表面生銹并非壓縮機油漆脫落、外部碰撞導致漆面損壞等因素造成的。

2）對比各空調系統隔音棉的材質、包裹方式和吸氣管結構，發現本文耐腐蝕實驗的空調系統因結構不合理導致冷凝水易聚集在壓縮機周圍并被隔音棉吸收，營造成潮濕的環境，是本文耐腐蝕實驗不合格的主要原因，并提出優化方案的建議。

①吸氣管結構優化

本文耐腐蝕試驗空調系統的吸氣U型彎管的結構不合理導致冷凝水不易引流，易進入隔音棉內部，且被隔音棉吸收造成潮濕環境。建議從吸氣管的結構上進行優化，保證冷凝水不會聚集在隔音棉內部。

②隔音棉材質和結構的優化

本文耐腐蝕試驗的隔音棉使用外層膠皮、內層毛氈的類型，并用兩層隔音棉全封閉包裹壓縮機，在吸水后由于外層是膠皮不易蒸發，并且會因為重力的關系水分會積聚在下端與壓縮機殼體長期接觸，造成壓縮機殼體下端生銹。建議對隔音棉的材質和結構進行進一步的優化改善。