離子膜用于壓縮機(jī)電機(jī)定子的防腐新途徑

馬漢堡

(安徽省涂裝工藝研究中心，安徽蕪湖，241000)

0 引 言

壓縮機(jī)電機(jī)的定子通常采用隧道爐發(fā)蘭工藝來(lái)解決防腐問(wèn)題，但是效果一直不十分理想，尚無(wú)一項(xiàng)可行性的技術(shù)措施來(lái)取代這種傳統(tǒng)工藝。催化無(wú)機(jī)膜的問(wèn)世，開(kāi)辟了壓縮機(jī)電機(jī)定子防腐的一種新途徑。

自催化無(wú)機(jī)離子膜簡(jiǎn)稱離子膜，是工件材料基體在無(wú)機(jī)離子溶液中自催化反應(yīng)生成的膜層，它防腐性能優(yōu)越，膜層薄、牢固，膜層與材料基體恰似冶金式聯(lián)結(jié)，屬環(huán)保型保護(hù)層。

1 問(wèn)題的提出

壓縮機(jī)電機(jī)定子鐵心是多層硅鋼片，經(jīng)高壓沖制疊加而成的。由于電機(jī)特性要求，電機(jī)定子鐵心渦流要減小，這樣對(duì)定子鐵心表面處理要求特別苛刻。當(dāng)鋼材在未加工成型前，放在空間擱置，表面氧化生銹，這種銹蝕層稱浮銹，一旦通過(guò)機(jī)械加工成型后，如剪切、拉伸、切割、沖壓過(guò)程中受到各種工藝及各個(gè)方向力的作用，材料機(jī)械密度和結(jié)構(gòu)組織都會(huì)發(fā)生改變，鋼材(如鋼板)在宏觀上看似乎平整光滑，但在微觀顯微鏡觀察下，鋼板表面像人的皮膚一樣有很多粗糙的毛細(xì)孔。這些毛細(xì)孔一直延伸到鋼板材料中間層，在加工過(guò)程中受環(huán)境污染的介質(zhì)，如表面處理中的強(qiáng)酸性溶液、強(qiáng)堿性溶液、水份、油污、灰塵等都會(huì)沿著這些毛細(xì)孔滲透到機(jī)體內(nèi)部去，盡管在后處理的工序中不斷清洗處理，也無(wú)濟(jì)于事。隨著時(shí)間的推移，短則兩三個(gè)月，長(zhǎng)則半年一年以后，銹蝕從內(nèi)部向處邊延伸出來(lái)，銹蝕面不斷擴(kuò)大，直至腐蝕嚴(yán)重破壞為止。

對(duì)于壓縮機(jī)電機(jī)定子鐵心的危害就更為突出了，又是多層簿片疊加壓制而成的工件，壓縮機(jī)電機(jī)定子總成長(zhǎng)年在R1342a 和R600a 的介質(zhì)和密閉狀態(tài)下，而且還具有一定的溫度、壓力狀況下運(yùn)行，所以定子鐵心保護(hù)膜必須具備優(yōu)良的絕緣性、防腐性、耐壓性、熱穩(wěn)定性和制冷劑、溶劑油不相溶的優(yōu)良品質(zhì)。

2 自催化無(wú)機(jī)離子膜

自催化無(wú)機(jī)離子膜合理的表面處理工藝流程是做好防腐技術(shù)的前提，壓縮機(jī)電機(jī)定子鐵心表面處理的工藝流程方框圖如圖1 所示。

圖1 表面處理的工藝流程方框圖

離子膜防腐性能優(yōu)良，機(jī)體不會(huì)被腐蝕，也避免了漏電現(xiàn)象的發(fā)生，絕緣性和安全性都得到保證。制冷劑與溶劑油長(zhǎng)年運(yùn)行中產(chǎn)生H2O 現(xiàn)象，也不會(huì)與水相溶，尤其是R134a 和R600a 這兩種制冷劑，在低溫狀態(tài)下也不會(huì)結(jié)冰。通道不會(huì)被堵塞，管路運(yùn)行通暢，保障機(jī)組正常運(yùn)行。

離子膜熱穩(wěn)定性好，在150℃狀態(tài)下亦能正常運(yùn)行，膜層不會(huì)被破壞。R134a 制冷劑屬氟里昂和氟的混合物，而R600a 是丁烷(烴類制冷劑)制冷劑，這兩種制冷劑與離子膜卻不相溶，而且價(jià)格低廉，非常經(jīng)濟(jì)。

壓縮機(jī)的定子總成按照GB /13501－2008《封閉式制冷壓縮機(jī)用電機(jī)絕緣相溶性的試驗(yàn)方法》，在150℃、2．5MPa、168 h 狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)，電機(jī)定子總成未發(fā)生任何變化，符合質(zhì)量檢驗(yàn)要求。結(jié)果如表1 所示。

表1 壓縮機(jī)用電機(jī)定子鐵心總成檢測(cè)結(jié)果

3 隧道爐發(fā)蘭工藝

目前壓縮機(jī)電機(jī)定子鐵心通常采用隧道爐，燃?xì)饧訜嵬嘶鸢l(fā)蘭工藝，在硅鋼片上產(chǎn)生蘭褐色膜層，外表美觀，膜層簿，不影響零件精密度，但抗蝕、耐磨能力比其它膜層低，這種氧化膜防腐性能較差，膜層極簿，一般只有0．5～1．5 μm，2 小時(shí)鹽霧試驗(yàn)就銹蝕嚴(yán)重，膜層受到破壞，而離子膜鹽霧試驗(yàn)280 小時(shí)后仍然沒(méi)有任何變化。

4 兩種工藝的分析

目前廠家為何仍采用隧道爐發(fā)蘭工藝分析認(rèn)為，一是暫時(shí)尚未找到成熟可行的替代工藝技術(shù)，二是它與R134a 和R600a 以及溶劑油的不相溶性，但忽略了這種氧化發(fā)蘭膜防腐性較差所帶來(lái)后遺癥。在長(zhǎng)年運(yùn)行中不時(shí)會(huì)產(chǎn)生機(jī)體腐蝕，絕緣層被破壞，產(chǎn)生漏電現(xiàn)象發(fā)生，安全性得不到保證。介質(zhì)中制冷劑和溶劑油長(zhǎng)年運(yùn)行產(chǎn)生H2O 現(xiàn)象，與水反應(yīng)生成酸性物質(zhì)沉淀滯留在介質(zhì)中，產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象，堵塞通道管路造成機(jī)組系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。

實(shí)驗(yàn)證明，離子膜的問(wèn)世開(kāi)辟了壓縮機(jī)電機(jī)定子防腐絕緣應(yīng)用的新途徑，是可行的，有待于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

參考資料

［1］ 艾萬(wàn)斯U R．金屬的腐蝕與氧化［M］．華寶定譯．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1976．

［2］ 馬漢堡．現(xiàn)代涂裝技術(shù)［J］．材料保護(hù)，1995，28(8):11－12．