钢制散热器问题初探

　　一、如何设计钢制散热器以下提出设计原则：
　　1.首先对钢材的材料选择，不同材料它的耐腐蚀可以借见已用的使用工程的年限作为参考。也可以用加快腐蚀的方法进行对比，如选用一种进口钢管和一种国产钢管（使用的年限可以将腐蚀厚度测量出）同时放入硫酸中十天左右时间拿出后发现腐蚀深度和均匀性差异很大，测量出两种钢材的腐蚀厚度进行对比，可以推断出使用年限；因此要想国产材料适当增加钢材的壁厚。
　　2.材料厚度：对于不同的位置可以选择不同的厚度；对于不同的加工工艺对材料的破坏也要选择不同的厚度；力争保证一组散热器同样的使用寿命；在一组散热器中局部材料过厚也是一种浪费。
　　3.对于加工工艺要求尽量减少对材料的冲压破坏、弯曲破坏、焊接破坏和表面处理破坏等， 在尽量满足加工工艺条件下来满足美观要求，也是延长散热器的使用寿命的重要因素。
　　二、对几种钢制散热器存在的问题进行分析
　　1．翅片管散热器
　　翅片管散热器设计问题主要有散热器的散热量达不到标准要求，
　　主要是由于翅片片距过大，翅片片高过小，翅片管的排列不合理，接触热阻过大，外罩开孔位置及开孔率不合理等原因。加工时应注意
　　（1） 钢管：要求选用的钢管有较好的同心度，这样能够保证翅片管在绕制的过程中翅片与钢管间的接触良好。对于用作高频焊翅片管的钢管厚度要求均匀，以确保焊接的质量与生产效率。钢带： 绕制在钢管上作为翅片的钢带其性能应符合有关标准的规定，保证在缠绕的过程中不产生断裂现象。对于用作高频焊翅片管的钢带不仅要求厚度均匀，而且一定要保证达到要求的厚度，才能保证焊接的质量和达到规定的焊接速度。
　　（2）散热器结构：翅片间距一般要小于7㎜；翅片高度大于15mm；翅片管管径DN20mm的翅片管数量四根比较经济；翅片管采用叉排排列；开孔率大于50%以后，随着开孔率的增加散热量的增加并不明显。
　　（3）由于钢制翅片管散热器阻力比钢管和铸铁类散热器大，它与钢管和铸铁类散热器混用时容易产生钢制翅片管散热器不热的现象，同时翅片管散热器在高温下散热效果好，而在低温下散热效果差也是导致翅片管散热效果不好的原因。
　　2．钢制板式散热器
　　钢制板式散热器存在问题是因为钢板的壁厚只有1.2～1.5㎜，而散热器加工时冲压对钢板的金属结构造成破坏；特别是在散热器的四角的位置；单板钢制板式散热器的进水口对钢板的直接冲刷也造成破坏。虽然它的加工机械化程度高，有些产品进行了内防腐，应特别注意以下因素：
　　（1）在生产技术处理过程中钢制板式散热器的内表面处理掉油和垢；
　　（2）处理掉散热器内表面焊接的氧化层；
　　（3）散热器的内表面缝隙涂层的均匀性；
　　（4）散热器在涂层前应烘干内表面水分；
　　（5）散热器的内表面有直角和缝隙的部位涂层涂上；一旦　　在散热器的内表面有一点没有涂好，这一点将加快腐蚀。
对于钢制板式散热器也可以增加壁厚延长使用寿命。在加工过程中对于直角和通水道的部位尽量园弧过渡减少冲压对钢材的加工破坏，延长散热器的使用寿命。
　　3．钢管散热器
　　钢管散热器存在问题与钢制板式散热器存在问题基本相同，特别是在散热器的四角的位置冲压过大，同时柱与柱之间连接出冲压过大供热系统运行过程中散热器的上部角不能充满水，使这些部位形成汽水混合加快腐蚀；对于采用封头与立柱管焊接容易产生错位，封头与立柱管的椭圆度不一致也是影响错位的原因，这就不可避免引起散热器内的水分子和加工应力对这些部位的加快侵蚀，使散热器的使用寿命减少。
　　4．钢制钢管式散热器
　　钢管式散热器是选用已经加工的钢管加工的散热器，它的形式较多，有钢管柱式、卫浴式、搭接式、搭接卫浴式等。
钢管柱式散热器设计问题存在散热器的选用钢管材质、钢管的壁厚，弯曲半径对钢管材料的损坏等因素，如选用的进口钢管，立柱钢管壁厚为1.5㎜，上下联箱钢管壁厚为2.0㎜，使用四个采暖期，此采暖系统为每年放水系统，通过对一组散热器钢管的剖面发现，在上下联箱内表面存在有较厚沉积物和锈垢，在入口处是冲刷比较严重的位置，立柱管的锈垢比上下联箱轻，在测量壁厚前去掉沉积物和锈垢，测量钢管壁厚减薄很少；再如生产的钢管散热器选用国产钢管，上下联箱钢管壁厚为2.5㎜，立柱钢管壁厚为2.5㎜，立柱钢管带有弯曲，从1991年到现在一直使用，没有出现问题，这也说明了国产钢管使用年限可以达到十年以上的一个典型例证。钢管的壁厚选择应针对不同位置、不同的形式、不同的材质、不同的弯曲变形等以保证一组散热器达到相同使用寿命，以上的国产管的例子可以说在十年的各种使用过程中因腐蚀而渗漏的散热器占的比例数很少。
　　钢管卫浴式散热器问题主要问题有散热器的选用钢管材质、钢管的壁厚只有1.0～1.5㎜，外表面搭毛巾，外表面涂层很快磨损，使散热器内外表面同时腐蚀，因此使用寿命减少。
钢管搭接卫浴式散热器与钢管卫浴式散热器有相同的缺点，它自身存在的问题是
　　（1）散热器的封头采用旋压工艺使钢材的金属结构产生变化，封头部位的壁厚不均匀；
　　（2）对钢管搭接柱式散热器，还存在着运行过程中散热器封头的上部不能充满水，使这个部位形成汽水混合加快腐蚀；
　　（3）对钢管搭接卫浴式散热器的横管（特别是椭圆管）也存在着运行过程中散热器钢管上部不能充满水，使这个部位形成汽水混合加快腐蚀；
　　（4）采用电阻焊的钢制搭接卫浴式散热器和钢管搭接柱式散热器，由于电阻焊对钢管的温度场不均匀，对钢管焊接部位形成分层，在此部位容易产生腐蚀，引起爆裂；
　　（5）采用电阻焊和钎焊的钢制搭接卫浴式散热器的进出水道的直径过小，容易堵塞，引起散热器局部不热。
　　（6）对搭接焊的散热器比同类端接焊的散热器的散热量要低；如单排的中心距600㎜搭接焊的散热器的散热量比端接焊的散热器小10％，这主要是进水搭接管柱封头上部不能充满水，底部水不流动，这通过热像仪测试已经证明。
　　（7）各种弯曲或带有弯管式钢管散热器应对不同的弯曲进行分析和实验，如DN20的进口钢管壁厚为1.5，钢管的弯曲半径50㎜，它的外径变化率6.6％, 它的内径变化率16.6％,使用四年后在弯头的位置出现了腐蚀渗漏，而在横管和联箱管的位置基本没有减少壁厚；因此在确定弯管对钢管金属结构所造成的破坏影响，增加钢管的壁厚可减少破坏影响，延长同一组散热器的使用寿命；各种弯曲或带有弯管式钢管散热器的材质非常重要，它对材料要求必须具有较好的抗拉伸性能。总之，钢制散热器必须对材质壁厚和工艺选择适当才能真正保证散热器的使用寿命。
　　（8）卫浴式散热器的表面涂层的颜色对散热器散热量的影响很大，同一组散热器不同的颜色引起散热量的最大相对误差相差40％。
　　5.钢制串片散热器
　　钢制串片散热器作为钢制最早的散热器在中国市场中经过检验，如果选材合适使用寿命在十年以上，应注意以下问题：
　　（1） 封头不应低于3.0㎜，材料为拉伸钢板，冲压深度要适当；封头板不应低于2.5㎜；
　　（2） 制串片散热器的串片质量是影响散热量主要因素，很多产品达不到标准散热量要求，钢串片用材质也是一个影响因素，这主要是冲压串片的翻边出现裂缝，与钢管接触不牢，增加了热阻；
　　（3） 串片翻边的形式，片距都是影响散热量的因素，因此在生产过程中应这些问题才能够提高钢制串片型散热器的热工性能。
　　（4） 由于钢制串片散热器阻力比钢管和铸铁类散热器大，它与
钢管和铸铁类散热器混用时容易产生钢串片散热器不热的现象。
　　（5）对于钢制串片散热器两组串联使用的散热量不是简单的叠加；如钢制串片散热器GB-220-1.0散热量在1150W/米，两组串联（中间无缝隙）使用的散热量为1710 W/米，两组串联（中间缝隙20㎜）使用的散热量为1640 W/米。
 　　（6）钢管铝串片散热器与钢串片散热器一样具有相同问题，它的突出问题是铝串片与钢管的紧密程度不牢，主要是铝合金板材材质，翻边出现裂缝及铝合金的强度不够，影响散热器的散热量，一般在相同工艺下与钢制串片相比散热量减少5％左右；
　　6．热管散热器自身存在问题主要是：
　　（1） 启动温度、内部真空度随着时间的延长而衰减，这主要是
由于通过散热器壁面渗透不凝结气体及散热器内壁面在生产中没有清洗干净而产生不凝结气体，提高了热管散热器启动温度提高及散热器局部不热，随着使用年限的增加散热器的散热量在减少；
　　（2） 在使用过程中产生噪声；
　　（3） 它要求的水流量比同类型散热器大，阻力要大；
　　（4） 同一形式的热管散热器的散热量要小5～10％；
　　（5） 它解决板式或柱式散热器内部防腐问题；
　　（6） 它更适合于具有热回收的场合的供暖系统。
　　总之，散热器的品牌发展首先应在产品设计时保证产品的使用寿命，对于产品存在的问题我们应对于不同的问题采用不同的处理方法，延长散热器的使用寿命，才能够有诚信、品牌、发展。以上有不对之处请大家指正。