해안 환경에서 열교환기 부식을 방지하는 방법

해안선 근처에 설치된 열 교환기는 염분 함유 공기, 높은 습도, 결로 현상 및 일부 지역에서는 산업 오염 문제에 직면해 있습니다. 적절한 보호가 없으면 이러한 조건은 핀, 튜브, 헤더, 케이싱, 패스너 및 전기 부품을 공격할 수 있습니다.

연안 열교환기 부식을 방지하는 가장 효과적인 방법은 적절한 재료, 호환 가능한 보호 코팅, 부식을 고려한 장비 설계, 적절한 설치 및 정기적인 염분 제거를 결합하는 것입니다. 코팅만으로는 배수 불량, 표면 손상, 금속 부적합, 유지 관리 소홀 등을 보상할 수 없습니다.

이 가이드에서는 엔지니어와 산업 구매자가 다음과 같은 완벽한 부식 제어 전략을 구축할 수 있는 방법을 설명합니다. 핀 앤 튜브 열 교환기 , 마이크로채널 코일, 건식 냉각기 및 기타 열 전달 장비.

열교환기가 해안 근처에서 더 빨리 부식되는 이유는 무엇입니까?

씨 스프레이에는 염화물 염이 포함되어 있습니다. 바람, 안개, 안개는 이러한 염분을 바로 해안선 너머로 운반하여 노출된 장비에 쌓일 수 있습니다.

염을 함유한 물방울이 증발하면 염화물 잔류물이 금속에 남습니다. 이 잔류물은 공기 중 습기를 끌어당길 수 있으므로 장비가 건조해 보일 때에도 표면의 전기 전도성을 유지할 수 있습니다. 이 얇은 전해질 층은 전기화학적 부식을 지원합니다.

여러 조건이 함께 발생하면 위험이 더욱 심각해집니다.

• 높은 상대습도

• 빈번한 결로

• 바다 물보라에 직접 노출

• 육상풍이 지배적

• 높은 작동 온도

• 제한된 자연 강수량 또는 수동 세척

• 해양염과 혼합된 산업 오염물질

• 수분을 가두는 먼지 축적

• 물이 빠져나가지 못하는 틈새

해안으로부터의 거리가 중요하지만 혼자가 아닙니다. 풍향, 장비 방향, 음영, 강수량 및 청소 빈도는 인근 현장 간에도 심각한 부식 속도 차이를 유발할 수 있습니다.

ISO 9223은 부식 속도, 염화물 침착 및 오염 물질 수준에 따라 대기 부식성(C1-CX)을 분류합니다. 그러나 결정은 지도나 해안 거리뿐만 아니라 현장별 조건을 기반으로 해야 합니다. Outokumpu가 지적한 것처럼 염화물 노출 및 청소 관행은 금속 표면에 심각한 영향을 미칩니다.

해안 열 교환기에 영향을 미치는 부식 유형은 무엇입니까?

피팅 부식

피팅은 균일한 표면 손실보다는 작고 국부적인 공동을 생성합니다. 염화물은 알루미늄과 일부 스테인리스강의 보호 산화막을 손상시키는 데 특히 효과적입니다.

작은 구덩이가 재료를 계속 관통하는 동안 핀이나 튜브는 전반적으로 허용 가능한 것처럼 보일 수 있습니다. 냉매 코일에서는 이로 인해 결국 핀홀 누출이 발생할 수 있습니다.

갈바니 부식

갈바닉 부식은 두 개의 서로 다른 금속이 전기적으로 연결되어 염분이 함유된 습기에 노출될 때 발생할 수 있습니다.

예를 들어, 기존 핀 튜브 열 교환기에서 알루미늄 핀과 쌍을 이루는 구리 튜브는 빠르게 부식됩니다. 해수 잔류물은 전해질 역할을 하여 덜 귀한 금속의 부식을 가속화합니다.

유사한 금속을 사용하면 부식이 줄어들지만 제거되지는 않습니다. 전체가 알루미늄으로 구성된 마이크로채널 열교환기라도 여전히 염화물 구멍, 코팅 품질 저하 및 납땜 접합부 부식에 취약합니다.

틈새 부식

틈새 부식은 다음을 포함하여 습기와 염분이 갇히는 곳에서 발생합니다.

• 튜브-핀 인터페이스

• 볼트 조인트

• 플랜지 및 개스킷 영역

• 겹치는 판금 단면

• 배수가 잘 안되는 베이스 프레임

• 밀접하게 간격을 둔 핀 사이의 퇴적물

제한된 공간은 개방된 표면과 다른 화학적 환경을 조성하여 국지적 공격을 가속화합니다.

언더필름 부식

보호 코팅에 긁힌 흔적이 있거나 접착력이 약하거나 도포가 불완전한 경우 염화물 이온이 코팅 아래로 침투할 수 있습니다. 결과적으로 부식은 코팅의 완전한 층으로 보이는 부분 아래로 퍼질 수 있습니다.

따라서 설치 후 표면 처리, 가장자리 피복, 경화 및 손상 관리는 코팅의 화학적 조성만큼 중요합니다.

케이싱 및 지지대의 대기 부식

열 전달 표면만이 취약한 구성 요소는 아닙니다. 탄소강 패널, 아연 도금 프레임, 팬 가드, 장착 다리, 볼트 및 전기 캐비닛은 코일 자체보다 먼저 파손될 수 있습니다.

연안 사양은 단순히 '코팅 코일'이라고 기술하는 것이 아니라 전체 장치를 다루어야 합니다.

해안 부식 위험 평가로 시작하세요

재료나 코팅을 선택하기 전에 설치에 대한 정보를 수집하십시오.

환경정보

프로젝트 팀에 다음을 제공하도록 요청하세요.

• 해안선으로부터의 거리와 방향

• 직접적인 해수 분무 노출

• 통용 풍향

• 평균 습도와 강우량

• 주변 온도 범위

• 산업, 폐수 또는 화학 오염물질

• 냉각탑 드리프트에 대한 노출

• 담수 헹굼 가능성

• 필요한 서비스 수명 및 가동 중지 시간 허용 범위

운영정보

제조업체에는 다음 사항도 필요합니다.

• 열전달 매체

• 유체 조성 및 염화물 농도

• 입구 및 출구 온도

• 설계 및 작동 압력

• 필요한 냉각 또는 가열 용량

• 공기 흐름 및 허용 압력 강하

• 응축 또는 증발 작업

• 청소 방법 및 이용 가능

열교환기 재료를 신중하게 선택하세요

보편적으로 가장 좋은 재료는 없습니다. 내식성, 열 성능, 기계적 강도, 제조, 압력, 온도 및 비용의 균형을 맞춰 선택해야 합니다.

스테인레스강은 '스테인리스'로만 지정되어서는 안 됩니다. 등급, 표면 마감, 용접 처리, 온도 및 염화물 노출이 모두 중요합니다. 염화물은 패시브 층을 손상시킬 수 있는 반면 정체된 침전물은 국부적인 부식의 위험을 증가시킵니다.

재료 공급업체는 또한 실험실 부식 테이블이 실제 서비스 조건을 완전히 재현할 수 없다는 점을 주의합니다. 최종 선택에서는 유체 화학, 불순물, 온도, 속도 및 구성 요소의 기하학적 구조를 고려해야 합니다. 보기 Outokumpu의 재료 선택 지침 .

올바른 보호 코일 코팅 선택

사전 코팅된 알루미늄 핀

사전 코팅된 핀 스톡을 사용하면 알루미늄이 핀으로 형성되고 코일로 조립되기 전에 코팅이 적용됩니다.

이 옵션은 온화하거나 중간 정도의 환경에서 경제적인 보호를 제공할 수 있습니다. 친수성 버전은 또한 증발기 표면에서 응축수가 퍼지고 배출되는 데 도움이 됩니다.

그러나 사전 코팅은 절단된 가장자리, 튜브 연결부, 헤더 및 조립 중에 추가된 기타 구성 요소를 완전히 보호하지 못할 수 있습니다. 완전히 코팅된 조립 코일과 자동으로 동일하게 취급되어서는 안 됩니다.

풀코일 E-코팅

일반적으로 e-코팅이라고 불리는 전착은 조립된 전도성 코일을 코팅 욕조에 담그고 전하를 사용하여 제어된 필름을 증착합니다.

주요 장점은 핀 가장자리와 접근하기 어려운 영역을 포함하여 복잡한 코일 형상을 커버할 수 있다는 것입니다. 또한 서로 다른 금속 표면을 전기적으로 분리하는 데 도움이 될 수 있습니다.

E-코팅은 일반적으로 원형 튜브 플레이트 핀 및 마이크로채널 구조를 포함한 해안 HVAC/R 코일에 대해 고려됩니다. 정확한 배합, 전처리, 경화 공정 및 UV 저항성은 여전히 ​​공급업체를 통해 확인되어야 합니다.

구운 에폭시 또는 페놀 코팅

구운 코팅은 염분과 특정 산업용 화학물질에 대한 지속적인 장벽을 제공할 수 있습니다. 제형에 따라 경화를 조절하기 전에 담그거나, 플러딩하거나, 스프레이하는 방식으로 도포할 수 있습니다.

구매자는 다음을 확인해야 합니다.

• 내화학성

• 자외선 안정성

• 필름 두께

• 부착

• 유연성

• 가장자리 범위

• 수리 절차

• 열 전달 및 공기 압력 강하 성능에 미치는 영향

두꺼운 코팅이 자동으로 더 좋아지는 것은 아닙니다. 과도한 필름 형성이나 밀접하게 배치된 핀 사이의 브리징은 공기 흐름을 제한하고 열 성능을 저하시킬 수 있습니다.

현장 적용 스프레이 코팅

스프레이 도포 코팅은 대형 조립 장비, 현장 수리 또는 침수할 수 없는 장치에 유용할 수 있습니다.

성능은 세척, 표면 준비, 접근, 필름 두께 제어 및 경화 조건에 따라 크게 달라집니다. 내부 핀 통로는 통제된 공장 공정보다 균일하게 덮는 것이 더 어려울 수도 있습니다.

친수성 코팅은 자동으로 해양 코팅이 되지 않습니다.

친수성 표면은 물이 얇은 필름으로 퍼지고 더 효과적으로 배수되도록 도와줍니다. 이는 증발기 성능에 도움이 되고 응축수 캐리오버를 줄일 수 있습니다.

그러나 '친수성' '청색 핀' 또는 '금색 핀'은 표면 기능이나 외관을 나타내는 것이지 보편적인 부식 등급을 의미하지는 않습니다. 구매자는 색상명에 의존하기보다는 실제 코팅 사양 및 테스트 보고서를 요청해야 합니다.

열교환기 유형에 맞는 전략 선택

핀앤튜브 열교환기

의 경우 구리 튜브 및 알루미늄 핀 코일 튜브-핀 인터페이스, 핀 가장자리, 리턴 벤드, 헤더 및 프레임에 중점을 둡니다.

강력한 해안 사양에는 다음이 포함될 수 있습니다.

• 풀 코일 공장 적용 코팅

• 구리, 알루미늄 및 브레이징 조인트에 적합한 코팅

• 보호된 헤더 및 리턴 벤드

• 부식 방지 케이스 및 배수 팬

• 호환되지 않는 금속 간의 절연

• 담수 헹굼을 위한 접근 가능한 코일 표면

• 문서화된 현장 수리 절차

응축기 대 증발기 요구 사항

소수성 차단 코팅은 실외 응축기에서는 잘 작동하지만 증발기의 응축수 거동에는 영향을 미칠 수 있습니다. 습식 코일 적용에는 호환 가능한 친수성 탑코트나 배수에 민감한 다른 시스템이 필요할 수 있습니다.

코일이 건식, 습식 또는 반복적인 습식-건식 주기에서 작동하는지 항상 확인하십시오.

마이크로채널 열교환기

전체가 알루미늄으로 구성되어 구리-알루미늄 갈바닉 인터페이스의 수가 줄어듭니다. 그럼에도 불구하고 해안 소금은 여전히 ​​튜브, 핀, 헤더 및 브레이징 연결부를 공격할 수 있습니다.

심각한 노출의 경우 위해 특별히 설계된 코팅을 평가하십시오 마이크로채널 형상을 . 공기 흐름을 막거나 허용할 수 없는 열 저항을 생성하지 않고 좁은 통로와 가장자리를 덮어야 합니다.

코팅 공급업체는 알루미늄 합금, 플럭스 잔류물, 브레이징 조인트 및 작동 온도와의 호환성을 확인해야 합니다.

건식 냉각기 및 공냉식 콘덴서

에이 드라이 쿨러 는 ​​완전한 실외 시스템이므로 코일만 보호하는 것만으로는 부족합니다.

부식 계획에는 다음 사항도 포함되어야 합니다.

• 아연 도금 또는 코팅 강철 케이스

• 스테인레스 또는 적절하게 코팅된 패스너

• 팬 가드 및 모터 지지대

• 전기 인클로저 및 케이블 입구

• 베이스 프레임 및 리프팅 포인트

• 장비 주변 배수

• 운송 및 설치 후 터치업 보호

건식 냉각기는 중요한 산업 또는 데이터 센터 응용 분야에서 지속적으로 작동하는 경우가 많기 때문에 검사 ​​및 코일 청소를 위한 접근이 레이아웃에 통합되어야 합니다.

쉘 앤 튜브 및 판형 열교환기

을 위한 옥외에 설치된 쉘 앤 튜브 장치의 경우 해양 대기는 주로 쉘 외부, 지지대, 플랜지 및 패스너에 영향을 미칩니다. 튜브 내부에 바닷물이 흐르면 ​​별도의 유체측 재질 문제가 됩니다.

마찬가지로, 해수를 취급하는 판형 열 교환기는 판재, 개스킷 호환성, 염화물 농도, 온도 및 흐름 조건을 평가해야 합니다. 스테인레스 스틸 이름만으로는 충분하지 않습니다.

염분 노출을 줄이기 위한 설비 설계

가능한 경우 직접 스프레이를 피하십시오.

부서지는 파도, 해수 배출 및 집중된 냉각탑 표류로부터 멀리 떨어진 곳에 장비를 배치하십시오. 가능하다면 가장 취약한 코일 면을 육지에서 불어오는 바람으로부터 멀리 떨어진 곳에 배치하십시오.

보호 스크린을 조심스럽게 사용하십시오

스크린, 루버 또는 바람막이는 직접적인 염분 침착을 줄일 수 있지만 필요한 공기 흐름을 제한하거나 열기 재순환을 유발해서는 안 됩니다.

장비 제조업체는 최소 간격과 압력 강하 효과를 확인해야 합니다.

물 함정 방지

충분한 배수 장치를 제공하고 소금물이 모이는 수평 돌출부, 폐쇄형 수로 또는 겹치는 패널을 피하십시오.

장착 베이스는 장치를 물 위에 유지해야 합니다. 배수구는 접근 가능한 상태로 유지되어야 하며 아래의 보호되지 않은 구성 요소에 염수를 배출해서는 안 됩니다.

이종 금속 분리

호환되지 않는 금속이 만나는 곳에는 적절한 절연 와셔, 슬리브, 개스킷 또는 밀봉재를 사용하십시오. 절연은 기계적으로 안정적이어야 하며 작동 온도와 환경에 적합해야 합니다.

부식 테스트 주장을 평가하는 방법

코팅 광고는 종종 많은 염수 분무 테스트 시간을 강조합니다. 이 숫자는 전체 테스트 조건이 알려진 경우에만 유용합니다.

공급업체에 문의하세요.

1. 어떤 표준이 사용되었나요?

2. 샘플이 평면 패널, 핀 스톡 또는 완전한 코일이었습니까?

3. 표면이 의도적으로 새겨져 있었나요?

4. 어떤 기질과 전처리가 사용되었나요?

5. 어떤 코팅 두께를 테스트했습니까?

6. 블리스터링, 크리피지 및 부식은 어떻게 평가되었습니까?

7. UV 노출이 포함되었나요?

8. 습식-건식 또는 순환 조건을 테스트했습니까?

9. 코팅 후 열 성능을 측정했습니까?

10. 보고서가 제공되는 코팅 시스템에 적용됩니까?

ASTM B117은 염수 안개 장치를 작동하는 방법을 정의하지만 ASTM에서는 자연 환경에서의 성능이 염수 분무 결과와 단독으로 사용될 경우 거의 상관 관계가 없다고 경고합니다. 따라서 3,000시간의 테스트 시간을 바다 옆의 특정 연수로 마케팅해서는 안 됩니다. 현재 ASTM B117 표준을 참조하세요.

ASHRAE는 또한 알려진 부식 환경용 장비가 해당 용도에 적합한 재료 두께, 코팅 또는 부식 방지 구조를 사용해야 한다고 강조합니다. 이는 단일 숫자 비교가 아닌 애플리케이션 기반 사양을 지원합니다. ANSI/ASHRAE 표준 147 부록 A를 참조하십시오.

해안 유지 관리 프로그램 구축

고성능 코팅이라도 유지 관리가 필요합니다. 코일과 케이싱에 소금 침전물이 무한정 남아 있어서는 안 됩니다.

노출 기반 청소 일정 수립

모든 해안 지역에는 보편적인 청소 간격이 없습니다. 시운전 후 빈번한 검사부터 시작하고 관찰된 염분 축적, 우세한 바람, 강우량 및 작동 조건에 따라 일정을 조정하십시오.

해안가 설치는 내륙에 있거나 직접 분무로부터 보호되는 장비보다 훨씬 더 많은 주의가 필요할 수 있습니다.

깨끗한 물과 승인된 청소 제품을 사용하세요

열 교환기 및 코팅 제조업체의 지침을 따르십시오. 많은 경우 부드러운 담수 헹굼은 수용성 염이 농축되기 전에 제거하는 데 도움이 됩니다.

알루미늄, 구리, 아연 또는 보호 필름을 공격할 수 있는 승인되지 않은 산성 또는 강알칼리성 세척제를 사용하지 마십시오. 예를 들어 Modine은 코팅된 제품을 유지 관리하기 위해 비산성 및 비부식성 세척 방식을 지정하여 코팅별 지침이 중요한 이유를 보여줍니다. 모딘의 해안 코일 유지 관리 정보는 한 가지 제조업체의 예를 제공합니다.

기계적 손상 방지

고압수, 뻣뻣한 브러시, 부주의한 핀 교정은 얇은 핀을 손상시키거나 코팅이 깨질 수 있습니다. 공급업체가 승인한 저압 세척 방법을 사용하십시오.

서비스를 받은 후 다음 사항을 검사하십시오.

• 구부러진 지느러미

• 코팅칩

• 노출된 핀 가장자리

• 패스너 주변의 녹

• 납땜 또는 용접 조인트의 부식

• 막힌 배수구

• 전기 연결부 변색

• 냉매 또는 유체 누출

지정된 터치업 시스템을 사용하여 코팅 손상을 즉시 수리하십시오.

유지 관리 기록 유지

검사 날짜, 사진, 청소 제품, 코팅 수리 및 누출 테스트 결과를 기록하십시오. 이는 보증 준수에 대한 증거를 제공하고 청소 간격이 적절한지 여부를 식별하는 데 도움이 됩니다.

연안 열교환기 조달 체크리스트

견적을 요청하기 전에 제조업체에 다음 정보를 제공하십시오.

• 설치주소 또는 연안지역

• 바다와의 대략적인 거리

• 직접 분사 및 우세한 바람 조건

• 주변 온도 및 습도

• 산업 또는 화학적 오염물질

• 열교환기 유형

• 열전달 유체 및 전체 구성

• 염화물 농도, pH 및 온도

• 설계압력 및 온도

• 필요한 용량 및 공기 흐름

• 목표 수명

• 허용되는 유지보수 빈도

• 필요한 케이싱 및 패스너 재료

• 선호하는 코팅 유형

• 필수 부식 테스트 및 허용 기준

• 검사 및 문서화 요구 사항

'해안 코팅' 또는 '해양 등급'만 지정하지 마십시오. 환경 조건을 정의하고 완전한 건설 제안을 요청하십시오.

구매 가격뿐만 아니라 수명주기 비용도 고려하세요

내부식성 열교환기는 일반적으로 표준 비보호 설계보다 비용이 더 많이 듭니다. 그러나 초기 가격은 다음을 기준으로 평가되어야 합니다.

• 코일 교체

• 냉매 손실

• 긴급 노동

• 프로세스 가동 중지 시간

• 냉각 용량 감소

• 팬 또는 압축기 에너지 증가

• 장비 수명 단축

• 사이트 접속이 어렵습니다.

호텔, 식품 가공 공장, 데이터 센터, 냉장 창고 및 산업 생산 라인의 경우 계획되지 않은 한 번의 고장으로 인한 비용이 원래 부식 방지 투자를 초과할 수 있습니다.

따라서 가장 경제적인 솔루션이 항상 가장 저렴한 코팅이나 합금은 아닙니다. 관리 가능한 유지 관리와 허용 가능한 작동 위험으로 필요한 서비스 수명을 충족하는 설계입니다.

자주 묻는 질문

연안 열교환기에 가장 적합한 코팅은 무엇입니까?

보편적인 최고의 코팅은 없습니다. 전체 코일 전자 코팅과 적절하게 지정된 베이킹 배리어 코팅은 일반적으로 가혹한 환경에 대해 평가되는 반면, 사전 코팅된 핀은 덜 공격적인 노출에 적합할 수 있습니다. 코일 유형, 습식 또는 건식 작동, UV 노출, 화학 물질 및 유지 관리 접근 여부에 따라 결정이 달라집니다.

전체가 알루미늄으로 된 마이크로채널 코일은 부식 방지 기능이 있나요?

아니요. 전체 알루미늄 구조는 이종 금속 인터페이스를 줄이지만 염화물 구멍, 침전물, 코팅 손상 및 접합부 부식에 여전히 취약합니다. 심각한 해안 노출에는 여전히 적절한 전체 코일 코팅이 필요할 수 있습니다.

316 스테인레스 스틸은 바닷물에 적합합니까?

316 스테인레스 스틸은 일반적으로 304보다 내염화물 저항성이 우수하지만 지속적인 해수 서비스 또는 심각한 고온 염화물 조건에는 보편적으로 적합하지 않습니다. 염화물 농도, 온도, 산소, 흐름, 침전물 및 틈새 형상을 평가해야 합니다.

연안 코일은 얼마나 자주 청소해야 합니까?

간격은 실제 염분 침전과 제조업체의 유지 관리 요구 사항을 기준으로 해야 합니다. 시운전 후 자주 검사하고 기준선을 설정하고 눈에 보이는 침전물이나 부식이 나타나면 간격을 줄이십시오.

염수 분무 시간을 서비스 수명으로 전환할 수 있습니까?

직접 변환을 수행해서는 안 됩니다. 염수 분무 테스트는 정의된 실험실 조건에서 코팅 시스템을 비교하는 데 도움이 되지만 자연적인 해안 노출의 모든 측면을 재현하지는 않습니다.

코일이 코팅된 경우 케이싱을 보호해야 합니까?

예. 케이싱, 지지대, 패스너, 팬 가드 및 전기 부품은 독립적으로 부식될 수 있습니다. 안정적인 해안 설계로 실외기 전체를 ​​보호합니다.

해안 열 교환기 솔루션에 대해 Aidear와 협력

Changzhou Aidear Refrigeration Technology Co., Ltd.는 산업용 HVAC, 냉동, 데이터 센터 냉각, 에너지 시스템 및 기타 응용 분야를 위한 맞춤형 열 전달 장비를 공급합니다.

검증된 프로젝트 요구 사항에 따라 Aidear는 핀 앤 튜브 열교환기, 마이크로채널 열교환기, 건식 냉각기, 공기 냉각기, 응축기 및 기타 맞춤형 구성을 평가할 수 있습니다.

정확한 제안을 원하시면 다음을 보내주십시오.

• 필요한 냉각 또는 가열 용량

• 작동 매체

• 입구 및 출구 온도

• 설계압력

• 공기 흐름 또는 팬 요구 사항

• 설치 위치

• 해안 노출 조건

• 선호하는 재료 및 코팅 요구 사항

• 도면 또는 설치 공간 제한

Aidear에 문의하세요 . 해안 운영 조건, 유지 관리 계획 및 프로젝트 요구 사항에 맞게 설계된 열교환기에 대해 논의하려면