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空调器用双层卷焊钢管（替代精密铜管）化学成分力学性能
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司
更新时间：2013-11-29
1、空调行业前景
中国改革开放以来，经过空调人的几十年努力，现如今中国空调行业已成为当之无愧的世界制造中心。据报道，2011年度全国空调的总产量达到1.39亿台，占到全球空调总产量的80%。同时，城镇化的推进、全球气候变暖等多种原因使空调器的刚性需求不断扩大，也为空调器的销售提供了广阔的市场。
空调器中使用大量管材，大体可区分为两大类：一类为参与热交换的，如冷凝器、蒸发器用管；另一类为不参与热交换的，如室内机配管、室外机配管和连接管。后者由于不需要换热，这为钢管替换铜管提供了可能性（钢的导热系数是铜的1/8.5，理论上讲使用钢管更加保温、节能、省电）。
初略估计，每台空调器用量1.5kg左右，其中空调器室外机配管大约每台用量为0.5kg，空调器室内、外机连接管大约每台用量为1.0kg。按2011年全国空调器产量来计算，全年市场理论需求量约20万t，如果能够替换成功，必为对双层卷焊钢管及其相关行业带来巨大的发展机遇，也能为国家节约大量的铜资源。
2、空调用双层管主要性能特点
1）无时效现象
空调用管材，从采购到最终使用，周期很长，特别是室内机配管和室内、外机连接管，这一周期更长，甚至超过一年以上，为了保证最终能正常弯曲使用，要求管材不能有明显的时效现象。
2）加工硬化指数
加工硬化指数n值大，有利于深冲，材料的延伸率高，但应用于空调行业，管材在反复弯曲时硬化过快，最后会导致弯不动而无法使用，所以空调用管希望加工硬化指数n值尽可能小；但n值小的同时材料的延伸率会下降。所以，需要合理选择。
3）力学性能
抗拉强度Rm：原标准Rm≥290MPa，空调行业≥270MPa其差异不是很大。
屈服强度Rel：与原标准规定Rel≥180MPa；对空调行业而言，希望Rel值越低越好，易于变形，现要求Rel≤180MPa，最好是Rel≤140MPa；
断后延伸率A：原标准规定A≥25%；空调行业则希望达到铜管的指标，要求A≥38%，最理想是A≥40%。
4）化学成分
由于性能要求的特殊性，决定了钢材化学成分更加倾向于超低碳钢，其中C≤0.004%，而原标准化学成分规定C=0.02%-0.08%。
5）弯曲试验
原标准规定：对外径不大于8.00mm的管材，其弯芯直径为外径的3倍；外径大于8.00mm的，其弯芯直径为外径的6倍。但空调由于受空间限制，各种规格的弯芯直径都在3倍之内。
6）弯扁率
空调用管材弯管后的弯扁率e＜1.15；最高要求e＜1.23。（弯扁率e指：连接管经过盘管工装弯制后，弯管出的横截面会由弯前的圆形，变成椭圆形，椭圆形的长径a与短径b之比）。
7）外镀层的耐蚀性
在原标准中，外表面耐蚀保护层的选择由供需双方协商确定，其中镀锌耐蚀保护层经钝化处理后，做中性盐雾试验（NSS）耐蚀级别可分为A、B、C、D、E五个级别，其中耐蚀性最长的E级为200h；但空调行业要求远远高于此标准，它们外镀层耐蚀保护层必须同时满足以下四个条件：
（1）耐蚀性：由于空调室外机长年裸露户外，使用条件相当恶劣，更主要的是在空调运行中管材外表面会结露，对外镀层耐蚀性要求很高，中性盐雾试验（NSS）耐蚀时间必须超过500h，有些用户甚至要求耐蚀时间超过1000h。
（2）耐高温：空调生产中，各部件之间的连接都是通过相互焊接完成的，焊料温度在800℃左右，但焊枪火焰温度会更高，管材外镀层在此高温下不能失效且不能熔化。
（3）延展性：空调器用管是去做防腐处理之后再进行扩（缩）口、弯曲成型等加工过程，此时外镀层不能失效更不能脱落，所以要求外镀层具有相应良好的延展性。
（4）可焊性：外镀层必须与铜管具有可焊性，以上条件大大限制空调用管外镀层的可选方案，也提高了技术难度。
8）管内清洁度
原标准规定双层卷焊钢管内表面清洁度的残留物不超过0.16g/m2，空调行业要求残留物不超过38mg/m2，最低的要求不超过25mg/m2。
3、推广应用的展望
双层卷焊钢管在空调行业推广应用除以上技术要求之外，由于空调行业全部都采用手工焊接，焊接质量依赖于操作者的个人技术，其缺点是不稳定、虚焊多，同时，焊接温度和焊接时间难以控制，对外镀层的影响程度也不相同，可能成为推广应用的一大瓶颈。
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