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空調器用雙層卷焊鋼管（替代精密銅管）化學成分力學性能
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時間：2013-11-29
1、空調行業前景
中國改革開放以來，經過空調人的幾十年努力，現如今中國空調行業已成為當之無愧的世界制造中心。據報道，2011年度全國空調的總產量達到1.39億臺，占到全球空調總產量的80%。同時，城鎮化的推進、全球氣候變暖等多種原因使空調器的剛性需求不斷擴大，也為空調器的銷售提供了廣闊的市場。
空調器中使用大量管材，大體可區分為兩大類：一類為參與熱交換的，如冷凝器、蒸發器用管；另一類為不參與熱交換的，如室內機配管、室外機配管和連接管。后者由于不需要換熱，這為鋼管替換銅管提供了可能性（鋼的導熱系數是銅的1/8.5，理論上講使用鋼管更加保溫、節能、省電）。
初略估計，每臺空調器用量1.5kg左右，其中空調器室外機配管大約每臺用量為0.5kg，空調器室內、外機連接管大約每臺用量為1.0kg。按2011年全國空調器產量來計算，全年市場理論需求量約20萬t，如果能夠替換成功，必為對雙層卷焊鋼管及其相關行業帶來巨大的發展機遇，也能為國家節約大量的銅資源。
2、空調用雙層管主要性能特點
1）無時效現象
空調用管材，從采購到最終使用，周期很長，特別是室內機配管和室內、外機連接管，這一周期更長，甚至超過一年以上，為了保證最終能正常彎曲使用，要求管材不能有明顯的時效現象。
2）加工硬化指數
加工硬化指數n值大，有利于深沖，材料的延伸率高，但應用于空調行業，管材在反復彎曲時硬化過快，最后會導致彎不動而無法使用，所以空調用管希望加工硬化指數n值盡可能小；但n值小的同時材料的延伸率會下降。所以，需要合理選擇。
3）力學性能
抗拉強度Rm：原標準Rm≥290MPa，空調行業≥270MPa其差異不是很大。
屈服強度Rel：與原標準規定Rel≥180MPa；對空調行業而言，希望Rel值越低越好，易于變形，現要求Rel≤180MPa，最好是Rel≤140MPa；
斷后延伸率A：原標準規定A≥25%；空調行業則希望達到銅管的指標，要求A≥38%，最理想是A≥40%。
4）化學成分
由于性能要求的特殊性，決定了鋼材化學成分更加傾向于超低碳鋼，其中C≤0.004%，而原標準化學成分規定C=0.02%-0.08%。
5）彎曲試驗
原標準規定：對外徑不大于8.00mm的管材，其彎芯直徑為外徑的3倍；外徑大于8.00mm的，其彎芯直徑為外徑的6倍。但空調由于受空間限制，各種規格的彎芯直徑都在3倍之內。
6）彎扁率
空調用管材彎管后的彎扁率e＜1.15；最高要求e＜1.23。（彎扁率e指：連接管經過盤管工裝彎制后，彎管出的橫截面會由彎前的圓形，變成橢圓形，橢圓形的長徑a與短徑b之比）。
7）外鍍層的耐蝕性
在原標準中，外表面耐蝕保護層的選擇由供需雙方協商確定，其中鍍鋅耐蝕保護層經鈍化處理后，做中性鹽霧試驗（NSS）耐蝕級別可分為A、B、C、D、E五個級別，其中耐蝕性最長的E級為200h；但空調行業要求遠遠高于此標準，它們外鍍層耐蝕保護層必須同時滿足以下四個條件：
（1）耐蝕性：由于空調室外機長年裸露戶外，使用條件相當惡劣，更主要的是在空調運行中管材外表面會結露，對外鍍層耐蝕性要求很高，中性鹽霧試驗（NSS）耐蝕時間必須超過500h，有些用戶甚至要求耐蝕時間超過1000h。
（2）耐高溫：空調生產中，各部件之間的連接都是通過相互焊接完成的，焊料溫度在800℃左右，但焊槍火焰溫度會更高，管材外鍍層在此高溫下不能失效且不能熔化。
（3）延展性：空調器用管是去做防腐處理之后再進行擴（縮）口、彎曲成型等加工過程，此時外鍍層不能失效更不能脫落，所以要求外鍍層具有相應良好的延展性。
（4）可焊性：外鍍層必須與銅管具有可焊性，以上條件大大限制空調用管外鍍層的可選方案，也提高了技術難度。
8）管內清潔度
原標準規定雙層卷焊鋼管內表面清潔度的殘留物不超過0.16g/m2，空調行業要求殘留物不超過38mg/m2，最低的要求不超過25mg/m2。
3、推廣應用的展望
雙層卷焊鋼管在空調行業推廣應用除以上技術要求之外，由于空調行業全部都采用手工焊接，焊接質量依賴于操作者的個人技術，其缺點是不穩定、虛焊多，同時，焊接溫度和焊接時間難以控制，對外鍍層的影響程度也不相同，可能成為推廣應用的一大瓶頸。
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