家用燃氣灶的腐蝕與防護

1、家用燃氣灶的腐蝕與防護    摘 要：隨著嵌入式家用燃氣灶的興起及嵌入式家用燃氣灶在使用中因腐蝕所帶來的使用性、維修性、安全性等一系列問題，家用燃氣灶的“腐蝕與防腐蝕”越來越受到人們的重視。 關(guān)鍵詞： 燃氣灶 腐蝕 防護 Abstract:    With the rise of embedded household stove and embedded household stove in use for corrosion of usefulness and maintainability, security

2、and so on a series of problems, household stove "corrosion and corrosion" more and more attention. Key word：    Stove corrosion protective 前 言 金屬材料的腐蝕問題在我們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見，鋼鐵“生銹”就是一種最為普遍的金屬材料腐蝕現(xiàn)象。 家用燃氣灶的腐蝕并不是一個新鮮問題，它伴隨著家用燃氣具的發(fā)展一直存在著。隨著嵌入式家用燃氣灶的興起及嵌入式家用燃氣灶在使用中因腐蝕所帶來的使用性、維修性、安全性

3、等一系列問題，家用燃氣灶的“腐蝕與防護”越來越受到人們的重視。尤其是家用燃氣具的生產(chǎn)廠家，更應(yīng)盡早采取措施，從設(shè)計入手，解決已出現(xiàn)或可能出現(xiàn)的腐蝕問題。 一、 家用燃氣灶腐蝕原因分析 1. 不銹鋼材料腐蝕的主要原因 灶具上的不銹鋼面板、側(cè)板等是否會產(chǎn)生腐蝕，關(guān)鍵取決于不銹鋼材料的抗腐蝕性能，其次是腐蝕介質(zhì)。 燃氣灶上所使用的不銹鋼材料，按材料的金相組織結(jié)構(gòu)分主要有三大類：一類是鐵素體不銹鋼，典型的有1Cr17，對應(yīng)國外材料牌號，通常稱為“430”(日本材料牌號為SUS430)；另一類是馬氏體不銹鋼，典型的有1Cr13、2Cr13，對應(yīng)國外材料牌號，通常稱為“410”、“420”(日本材料牌號為

4、SUS410，SUS420)；還有一類是奧氏體不銹鋼，典型的有0Cr19Ni9、1Cr18Ni9、1Cr17Ni7、0Cr17Mn6Ni5N、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti等，對應(yīng)國外材料牌號，通常稱為“304”、“301”、“301”、“202”、“201”(日本材料牌號為SUS304、SUS302、SUS30 1、SUS202、SUS201)等。由于鐵素體、馬氏體不銹鋼具有磁性，因此，被人們俗稱為不銹鐵。 不銹鋼材料抗腐蝕的關(guān)鍵在于材料中鉻元素的含量，鎳、鈮、鈦等元素的含量對不銹鋼的抗腐蝕性能也有重要影響。 奧氏體不銹鋼的抗腐蝕性能遠遠優(yōu)于鐵素體不銹鋼及馬氏體

5、不銹鋼。采用鐵素體或馬氏體不銹鋼材料的灶具容易產(chǎn)生腐蝕；采用奧氏體不銹鋼材料的灶具不容易產(chǎn)生腐蝕。 不銹鋼“不銹”是有條件的，在含氯離子介質(zhì)的作用下(如食鹽等，食鹽又稱氯化鈉，富含氯離子)，會加速不銹鋼的腐蝕；隨著腐蝕介質(zhì)溫度的升高，不銹鋼的腐蝕會加劇。 烹飪過程中，含有鹽份等腐蝕介質(zhì)的湯、水、菜、油等附著在灶具面板或側(cè)板上，由于不及時擦洗，時間長了，就可能出現(xiàn)腐蝕，鐵素體、馬氏體不銹鋼腐蝕是肯定無疑的；奧氏體不銹鋼的腐蝕相對較輕，且不明顯，但是，如果腐蝕產(chǎn)物較多，加上溫度的影響(例如，面板在靠近爐頭周圍，溫度就高于其他部位；溫度增高會加速腐蝕的程度)，也可能會產(chǎn)生明顯的腐蝕。 含有鈦元素的奧

6、氏體不銹鋼的含腐蝕性能優(yōu)于不含鈦元素的奧氏體不銹鋼，其原因是鈦元素有減緩不銹鋼材料腐蝕(晶界腐蝕)的作用。 抗腐蝕性能較好的奧氏體不銹鋼，存在高溫敏化區(qū)，在550左右溫度下，會析出高鉻碳化物，形成貧鉻區(qū)，在潮濕環(huán)境中，也會象普通碳鋼一樣出現(xiàn)“鐵銹”。 經(jīng)常在較高溫度下使用的不銹鋼材料，如灶具的聚熱圈、熱反射罩、火蓋等，表面會失去光澤，也會象普通碳鋼一樣 “生銹”。 由于灶具面板、灶具承液盤及其附近容易被濺上油、湯、水等腐蝕介質(zhì)，因此，這些部位出現(xiàn)腐蝕的程度要比灶具其他部位更為嚴(yán)重。 2. 碳鋼材料腐蝕的主要原因 (1)涂層或鍍層質(zhì)量不合格，涂層或鍍層損壞。 涂層質(zhì)量不合格，關(guān)鍵在殼體噴涂過程中

7、的質(zhì)量控制。碳鋼材料在噴涂前，為增加材料與涂層的結(jié)合力及增強材料的抗腐蝕性能，一般都要進行磷化處理，處理后的零件，要烘干，要保持清潔，不得有銹蝕、油污、汗斑等贓物存在，為防止零件在噴涂前因環(huán)境影響造成表面形成水膜而影響質(zhì)量，一般對噴涂環(huán)境都有相對濕度的要求，并要求磷化后的零件在規(guī)定時間內(nèi)(一般不超過8小時)噴涂完。 待噴涂零件的表面處理是涂層附著力是否牢固關(guān)鍵。 經(jīng)過磷化處理的零件表面如存在銹斑、油垢、汗斑等，會導(dǎo)致該部位涂層因結(jié)合不牢而脫落。 (2)設(shè)計不合理 a、防護層選擇不當(dāng)，不能充分起到防護作用。 采用不粘油涂料、油漆涂料作為燃氣灶碳鋼材料面板、殼體的防護層，實踐證明，是欠妥的。這些涂

8、層的耐久性、抗磨性都不能滿足灶具使用要求，導(dǎo)致材料腐蝕現(xiàn)象十分突出，許多用戶灶具使用不到三年，面板或殼體已嚴(yán)重腐蝕，導(dǎo)致灶具不能使用。這不僅對消費者是不利的，而且對資源也是一種浪費。 采用漆層作為鍋架的保護層，不論從保護效果還是從對消費者負責(zé)的角度看，都是極不妥當(dāng)?shù)摹?b、灶具結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，致使湯、水、油垢等腐蝕介質(zhì)通過燃燒器及灶具面板上的孔隙處進入灶具內(nèi)腔，造成相關(guān)零組件腐蝕，此問題在嵌入式燃氣灶上尤為突出。 3. 鑄鐵材料、鋁合金材料腐蝕的主要原因 (1)設(shè)計不合理，加速材料腐蝕 設(shè)計不合理表現(xiàn)在下列幾個方面： a、嵌入式燃氣灶設(shè)計不合理，致使湯、水等腐蝕介質(zhì)通過燃燒器處、面板上的孔隙處

9、等流入灶具內(nèi)腔，從而使內(nèi)腔的鑄鐵爐頭或鋁合金爐頭部件在湯、水及潮濕氣氛的作用下出現(xiàn)腐蝕。 b、爐頭表面未采取防護措施。設(shè)計人員缺少鋁合金腐蝕與防護方面的知識，誤認為鋁合金壓鑄件不會產(chǎn)生腐蝕，因此未采取相應(yīng)的防護措施。 由于設(shè)計不合理，加速了燃氣灶鑄鐵材料、鋁合金材料的腐蝕。 (2) 鑄鐵爐頭表面防護層選擇不當(dāng)，防護層質(zhì)量不合格或防護層損壞 鑄鐵爐頭一般采用鍍鉻、噴鋅、噴涂(或浸涂)漆層進行表面防護。鍍層或涂層質(zhì)量不合格，鍍層或涂層損壞，即可造成爐頭腐蝕。 這三種保護層，從防護及使用的角度看，應(yīng)以鍍鉻層為佳。 由于爐頭表面防護層選擇不當(dāng)，防護層質(zhì)量不合格或防護層損壞，導(dǎo)致爐頭在腐蝕介質(zhì)的作用下產(chǎn)

10、生腐蝕。 (3)鋁合金材料自身的缺陷及表面缺少防護處理 鋁合金材料腐蝕，一般都出現(xiàn)在壓鑄成型的鋁合金爐頭、燃氣閥閥體或其他壓鑄成型的鋁合金件上。 出現(xiàn)腐蝕的鋁合金件，壓鑄成型后一般都未進行表面防護處理。 壓鑄成型的鋁合金件，表面存在鑄造特有的微孔，有的還存在氣孔、針眼等鑄造缺陷，如果不進行表面防護處理，在腐蝕介質(zhì)的作用下就會產(chǎn)生腐蝕，在潮濕環(huán)境中就可能長出“白毛”。 4. 燃氣閥腐蝕的主要原因 (1)燃氣灶設(shè)計不合理 灶具在閥體桿與面板配合處有間隙，且缺少有效的密封，灶面上的液體及腐蝕介質(zhì)通過灶具面板與燃氣閥閥桿間的空隙處，流落到閥體上，對閥體上的碳鋼件、鋁合金件等產(chǎn)生腐蝕。 (2)燃氣閥設(shè)計

11、不合理 燃氣閥頂部在閥桿與閥體配合處缺少密封措施，導(dǎo)致液體及腐蝕介質(zhì)直接流落到閥體頂部，造成相關(guān)零件腐蝕，閥芯不能正常轉(zhuǎn)動。 (3)鋁合金燃氣閥閥體未采取表面防護措施，導(dǎo)致在潮濕環(huán)境中容易產(chǎn)生腐蝕。 二、 減少家用燃氣灶腐蝕的主要措施 1. 改善設(shè)計，提高燃氣灶的保潔功能 減少家用燃氣灶的腐蝕問題，設(shè)計是關(guān)鍵。只有從設(shè)計這個源頭抓起，才能從根本上減少或避免燃氣灶腐蝕問題。 目前，家用燃氣灶的保潔功能普遍存在不足。湯、水及油垢等臟物容易通過燃燒器處，通過灶具面板上的空隙處進入灶具內(nèi)腔，導(dǎo)致零組件腐蝕。嵌入式燃氣灶更為突出。 2. 正確選擇灶具材料及其相應(yīng)的防腐保護層 從材料的抗腐蝕性能及耐久性上

12、看，燃氣灶的金屬材料面板宜采用奧氏體不銹鋼，其次是鐵素體或馬氏體不銹鋼。 在搪瓷涂層、不粘油涂層、油漆涂層中，搪瓷涂層的防腐蝕效果及抗磨性、耐久性均優(yōu)于其他涂層，更適宜作為灶具碳鋼材料面板、聚熱圈、鍋架、燃燒器殼體等的防護層。不足的是，搪瓷工藝對碳鋼材料有選擇性，否則會影響搪瓷質(zhì)量；還有，搪瓷工藝對零件的配合尺寸難于控制，對尺寸較嚴(yán)要求的零件，不宜采用搪瓷工藝。 對于燃氣灶鑄鐵爐頭的防護層，不論是防護效果還是耐久性、抗磨性，鉻層均優(yōu)于鋅層、漆層。由于鍍鉻層尺寸容易控制，因此，它比搪瓷涂層更具有優(yōu)勢。不足的是，鍍鉻層顏色較單一，難以滿足裝飾需要，如采用鍍黑鉻工藝，可解決此問題，但成本會有所增加。

13、鍍鉻前須先鍍銅，方能使鉻層的防護作用得到充分發(fā)揮。對于火蓋及火蓋裝飾座的拋光表面，可以采用噴涂高溫清漆或鍍鉻的方法，緩解或避免其腐蝕。 3. 鋁合金件要進行防護處理 (1)鋁合金件表面進行噴丸處理 鋁合金壓鑄件，不僅晶粒較粗大，而且還存在一定的孔隙，這些對于其抗腐蝕能力都是不利的。對鋁合金件進行噴丸處理，不僅可以去除壓鑄后其表面殘留的腐蝕介質(zhì)，而且可以使噴丸部位材料表面晶粒細化、孔隙消除，從而增強鋁合金件的抗腐蝕能力。 鋁合金件噴丸宜選用玻璃丸，丸粒直徑0.160.3毫米為宜。 噴丸時要正確選擇噴丸壓力(指壓縮空氣的壓力)、噴丸距離、噴丸角度、噴丸時間等，確保噴丸質(zhì)量。選擇水噴丸工藝時，噴丸后

14、零件要烘干處理。 (2)陽極化處理 鋁合金件經(jīng)陽極化處理后，可以顯著提高其在大氣條件下的防腐蝕能力。 (3)表面噴漆保護 選擇適應(yīng)于鋁合金件的漆料，對其進行噴漆處理，這樣可以大大提高鋁合金件的抗腐蝕能力。宜采取先噴底漆再噴面漆的方式進行防護。 三、建議 以不銹鋼面板替代采用涂料作防護層的碳鋼材料面板 采用不粘油涂料及油漆作為碳鋼材料面板的防護層，實踐證明防護效果較差，面板腐蝕問題較突出，嚴(yán)重影響灶具的使用壽命。建議相關(guān)廠家以不銹鋼面板替代采用不粘油涂料及油漆作為防護層的碳鋼材料面板；這樣做，不僅有利于消費者，而且也有利于節(jié)約鋼材及相關(guān)資源，還有利于環(huán)保。 家用燃氣灶的腐蝕與防護問題，應(yīng)該引起我國燃氣具行業(yè)的充分重視。只有采取切實可行的措施，減少或避免燃氣灶腐蝕問題的產(chǎn)生，才能更好地促進我國燃氣具行業(yè)的發(fā)展。 參考資料： 1 荊秀芝、陳文、楊武鳴主編金屬材料應(yīng)用手冊陜西科學(xué)技術(shù)出版社 2 M.G.方坦納N.D.格林著.左景伊譯腐蝕工程 M北京：化學(xué)工業(yè)出版社 3 賀匡國主編化工容器級設(shè)備簡明設(shè)計手冊M北京：化學(xué)工業(yè)出版社第二版 4 汪鎮(zhèn)安編化學(xué)工藝設(shè)計手冊(上冊) M北京