空调器结构对压缩机生锈的分析与研究

朱 占 蔡伟达 陈瑞武

（珠海格力电器股份有限公司 珠海 519070）

前言

近年来空调器的使用领域已不局限于家庭等温和的使用环境，沿海等潮湿的使用环境成为空调器质量评估的重要因素。为充分验证空调器能否适用于潮湿环境，将空调器进行耐腐蚀实验，用以判定空调器的耐腐蚀质量。本文主要阐述某次耐腐蚀实验后出现压缩机生锈现象，研究分析压缩机生锈的失效机理，并提出空调器抗腐蚀能力的优化提升方案。

1 故障现象

1.1 压缩机生锈

本文耐腐蚀试验模拟沿海地区盐雾的环境，某新型空调器在潮湿环境下进行启停运转试验。实验后发现压缩机壳体下端有严重生锈腐蚀现象。见图1。

图1 压缩机壳体生锈

现场调查：①腐蚀位置主要集中壳体下端与底板连接部分；②系统运行时分液器和吸气管路上有大量冷凝水，隔音棉吸水后潮湿，且潮湿部位与压缩机腐蚀位置基本吻合。见表1。

表1 现场调查现象

2 腐蚀原理

沿海地区的大气充满了由海水的浪花和海浪击岸时散发在空气的微小水滴,经气流运输形成由悬浮的氯化物微小液滴所组成的弥散气雾系统。盐雾中氯化钠、氯化镁的氯离子具有很大的腐蚀性。

本文金属腐蚀属于电化学腐蚀[1]， 盐雾对金属的腐蚀机理属于原电池腐蚀。其腐蚀过程的电化学方式如下:

1）阳极: 金属（Fe）失去电子而变成金属阳离子（Fe2+）进入溶液，同时把相当的电子留在金属（Fe）中:

Fe+ nH2O→Fe2+·nH2O + 2e

2）阴极: 留在阴极金属中的剩余电子，与氧气和水反应, 还原并吸收电子, 成为氢氧根离子（OH-）:

O2+ nH2O + 4e→4OH-

3）电解液: 氯化钠离解生成钠离子和氯离子，部分氯离子、金属离子和氢氧根离子反应成金属腐蚀物。

2Fe2++ 2Cl-+ 2OH-→ FeCl2·2Fe(OH)2

3 失效机理分析

对本文耐腐蚀实验出现的压缩机生锈进行失效机理的分析，研究方向分为：

1）压缩机本身的质量问题；

2）空调器结构不合理导致耐腐蚀能力下降。

3.1 生锈表面分析

对生锈压缩机解剖分析，生锈表面有严重凹坑，壳体内部平整无凸起，由此说明凹坑为生锈腐蚀引起造成的（见图 2）。

图2 生锈表面及壳体内部

同步将锈面使用二次元放大观察，油漆表面无翻起无气泡现象（见图 3），表明生锈是由外部因素引起的腐蚀导致。

图3 生锈面放大图

3.2 油漆附着力实验

3.2.1不良品油漆附着力实验

为验证压缩机的油漆附着力满足相关要求，对生锈压缩机的锈面旁边做油漆附着力试验，试验结果均合格（结果见表2），说明压缩机生锈并非油漆脱落引起。

表2 不良品绣面旁油膜附着力实验结果

3.2.2 正常品油漆附着力验证

对库存压缩机做油漆附着力试验试验（结果见表3），结果表明正常品的油漆附着力满足相关要求。压缩机行业内基本采用电泳漆工艺，压缩机的漆膜厚度一致性基本可以保证，随机进行检验，检验结果（见表4）满足漆膜厚度的要求。

表3 正常品油膜附着力实验结果

表4 漆膜厚度检验结果

3.3 空调结构分析

为了降低压缩机运行的噪音，空调系统的结构上在压缩机外面包裹隔音棉。研究本文空调系统的结构与各系统的对比分析，判断本文空调器结构的合理性以及是否为对本文耐腐蚀不合格的主要原因。

3.3.1 隔音棉对比分析

对比不同空调系统的隔音棉包裹方式（见表 5），发现本文耐腐蚀试验不合格的空调系统的隔音棉包裹方式与各系统不同。本文耐腐蚀试验的空调器使用两层的隔音棉包裹压缩机的方式，且隔音棉为外层胶皮、内层毛毡。隔音棉内侧毛毡在吸水后由于外层是胶皮不易蒸发，由于重力水分会积聚在下端与压缩机壳体长期接触，和压缩机壳体下端生锈有一定的关联性。

表5 各系统隔音棉对比

3.3.2 吸气管路结构对比分析

通过对比各系统吸气管路结构的设计（见表 6），发现各系统的吸气U型弯管、压缩机壳体与隔音棉之间有一定间隙，冷凝水不易被隔音棉吸收。本文耐腐蚀试验的空调系统吸气管在压缩机安装板左上方，冷凝水会滴在压缩机安装板上被隔音棉吸收，营造成潮湿的环境，对压缩机的腐蚀有重要影响。

表6 各系统吸气管结构对比

4 结论

1）通过上述分析试验，压缩机油漆附着力和漆膜厚度均在合格范围之内，说明压缩机壳体下端表面生锈并非压缩机油漆脱落、外部碰撞导致漆面损坏等因素造成的。

2）对比各空调系统隔音棉的材质、包裹方式和吸气管结构，发现本文耐腐蚀实验的空调系统因结构不合理导致冷凝水易聚集在压缩机周围并被隔音棉吸收，营造成潮湿的环境，是本文耐腐蚀实验不合格的主要原因，并提出优化方案的建议。

①吸气管结构优化

本文耐腐蚀试验空调系统的吸气U型弯管的结构不合理导致冷凝水不易引流，易进入隔音棉内部，且被隔音棉吸收造成潮湿环境。建议从吸气管的结构上进行优化，保证冷凝水不会聚集在隔音棉内部。

②隔音棉材质和结构的优化

本文耐腐蚀试验的隔音棉使用外层胶皮、内层毛毡的类型，并用两层隔音棉全封闭包裹压缩机，在吸水后由于外层是胶皮不易蒸发，并且会因为重力的关系水分会积聚在下端与压缩机壳体长期接触，造成压缩机壳体下端生锈。建议对隔音棉的材质和结构进行进一步的优化改善。