0 概述

太陽能熱水器在中國發展已經有二十幾年的時間，技術上也漸趨完善。家用太陽能主流產(chan) 品是帶有承儲(chu) 水水箱的靜態加熱式太陽能熱水器。水箱是太陽能熱水器的核心部件之一，其內(nei) 膽技術是熱水器的關(guan) 鍵技術，內(nei) 膽質量的好壞直接影響太陽能熱水器的壽命、安全性和可靠性。目前市場上常見的水箱內(nei) 膽類型主要有搪瓷內(nei) 膽，搪塑內(nei) 膽和不鏽鋼內(nei) 膽。調查顯示，水箱內(nei) 膽腐蝕失效主要是局部腐蝕失效，具體(ti) 有晶間腐蝕，應力腐蝕和孔蝕三種類型，也有這幾種腐蝕類型同時發生的失效情況。

　　1 常見局部腐蝕

　　1.1晶間腐蝕與(yu) 應力腐蝕晶間腐蝕和應力腐蝕本屬於(yu) 兩(liang) 種不同的腐蝕類型，但是在太陽能熱水器水箱內(nei) 膽上都和金屬晶粒組織有著密切的聯係，兩(liang) 種腐蝕失效經常同時發生，因此放在一起陳述。晶間腐蝕是腐蝕沿著晶粒邊界或它的鄰近區域發展的一種腐蝕形式。而應力腐蝕指的是材料在介質和力的共同作用下引起的失效或者機械性能變化。晶間腐蝕往往是應力腐蝕的先導。

　　不鏽鋼內(nei) 膽水箱是利用不鏽鋼不容易生鏽腐蝕的原理來保障內(nei) 膽的使用壽命，由於(yu) 其加工設備投資小，加工工序少，工藝相對簡單，在非承的水箱上應用較多，在承壓水箱上的應用卻出現過很多問題。不鏽鋼的不鏽，一般意義(yi) 上指的是其抗均勻腐蝕的能力，應用在太陽能水箱上，其最主要的問題焊接後焊接及其熱影響區的金相組織發生變化，承壓場合的應用容易出現晶間腐蝕和應力腐蝕。如圖1所示，不鏽鋼在焊接後，會(hui) 產(chan) 生高溫，焊縫溫度經過敏化溫度區間時，會(hui) 析出碳化物，在晶界上形成(Fe·Cr)23C6。而碳化物的析出會(hui) 導致不鏽鋼焊接區域元素分布不均勻，再加上焊接區經過高溫熔化，金相組織發生變化，晶粒變得粗大，在某些環境中產(chan) 生晶間腐蝕（焊接侵蝕）。另外，當水箱內(nei) 膽承受自來水力和水箱內(nei) 膽中冷水被加熱後附加的膨脹壓力時，又會(hui) 產(chan) 生應力腐蝕，應力的存在同時會(hui) 加劇晶間腐蝕，從(cong) 而加速焊接區域的破壞，水箱內(nei) 膽使用2~3年後會(hui) 出現一定比例的焊接區域的漏水問題。

　　搪瓷內(nei) 膽水箱和搪塑內(nei) 膽水箱的防腐蝕原理都是在金屬和水之間塗覆一層不導電的材料，以隔斷水和金屬的化學反應。其區別在於(yu) 搪塑內(nei) 膽水箱采用塑料作為(wei) 隔斷材料，目前市場上使　用的較少在這裏不做探討。而搪瓷內(nei) 膽水箱是將無機玻璃質材料通過熔融凝於(yu) 基體(ti) 金屬上並與(yu) 金屬牢固結合在一起的一種產(chan) 品，工藝相對複雜。由於(yu) 搪瓷起到隔絕水的作用，搪瓷配料和工藝做的好則可避免晶間腐蝕和應力腐蝕的破壞。而搪瓷如何能　和基材精密結合，防止出現鱗爆、剝瓷、銅頭、針孔等缺陷，和搪瓷材料配方好壞以及工藝水平有很大關(guan) 係。

　　1.2孔蝕

　　孔蝕是指在金屬的表麵出現向材料深處發展的腐蝕小孔，其餘(yu) 區域不腐蝕或者腐蝕輕微，孔蝕也稱為(wei) 小孔腐蝕、點蝕等。水箱內(nei) 膽上另外一個(ge) 常見的腐蝕是孔蝕。這種腐蝕往往並非在焊接區域。一般直徑隻有數微米，這種腐蝕的另一個(ge) 顯著特征是孔口多數有腐蝕產(chan) 物覆蓋。熱水器水箱內(nei) 膽上產(chan) 生孔蝕的最主要的元凶是氯離子，孔蝕的過程中並不消耗氯離子，因而氯離子對孔蝕主要起誘導作用，其機理是氯離子能優(you) 先地吸附在鈍化膜上，把氧原子排擠掉，然後和鈍化膜中的陽離子形成可溶性氯化物，從(cong) 而破壞金屬的自鈍化能力。在使用次氯酸消毒的自來水中，即使使用無縫不鏽鋼，也難以完全避免孔蝕的破壞。有

　　研究表明在金屬表麵有傷(shang) 痕，內(nei) 部有硫化物夾雜，晶界上有碳化物沉積時，這些特定部位更容易形成孔蝕。圖2是不鏽鋼在充氣NaCl溶液中孔蝕的示意圖。

　　2太陽能水箱防腐蝕方法

　　2.1抑製腐蝕的常用方法

　　使用更耐腐蝕的材料、增加材料的厚度或者提高焊接工藝；避免腐蝕環境如降低水中氯離子含量，減少水溶含量；塗覆防腐塗層和采用犧牲陽極或外加電流相結合的陰極保護法；采用陽極氧化等增加防腐氧化膜的陽極保護法；增加陽極性、陰極性和混合性的緩蝕劑保護法等。

　　2.2解決(jue) 不鏽鋼水箱內(nei) 膽腐蝕問題常見方法

　　1.更換不鏽鋼材質，使用更耐蝕的不鏽鋼如316L不鏽鋼和增加不鏽鋼的厚度，此措施會(hui) 使廠家成本大幅度提高；

　　2.嚴(yan) 格控製保證焊接工藝和使用更好的焊接工藝，此措施雖可減小腐蝕問題，但不能從(cong) 機理上避免水箱內(nei) 膽腐蝕；

　　3.避免在水質較差地區銷售，此措施需犧牲很大的市場。所以現在還未找到一個(ge) 非常行之有效的減少不鏽鋼水箱內(nei) 膽腐蝕的方法。而搪瓷內(nei) 膽水箱除了本身非常耐蝕的無機塗層保證外，還采用犧牲陽極或外加電流相結合的陰極保護法，通過簡單工藝在內(nei) 膽上裝配上犧牲陽極即俗稱的陽極棒，即可延長搪瓷內(nei) 膽水箱的壽命，並且陽極棒易與(yu) 更換，在合適的時間更換陽極棒可從(cong) 根本上解決(jue) 水箱內(nei) 膽腐蝕問題。而相同的陽極棒解決(jue) 方案裝　　而造成消耗非常快，所以此方案不適用不鏽鋼內(nei) 膽水箱。

　　3 結束語

　　綜上所述，搪瓷內(nei) 膽水箱應用在太陽能熱水器的承壓水箱上具有明顯優(you) 勢，具有優(you) 異的抗腐蝕性能。可大大提高太陽能熱水器運行的安全性、可靠性，充分保證太陽能熱水器的壽命。但搪瓷內(nei) 膽水箱由於(yu) 搪瓷粉原材料成分配比要求嚴(yan) 格，搪瓷內(nei) 膽工藝複雜，對熱水器製造廠家的專(zhuan) 業(ye) 度要求更高，需要廠家投入更多的資源才能做出優(you) 異性能的長壽命的太陽能熱水器水箱。