空洞水冷却プレートは、塩霧環境でどのように機能しますか？
空洞水冷却板のサプライヤーとして、私はさまざまな環境での製品のパフォーマンスを理解することに深く関わってきました。このような挑戦的な環境の1つは、特に自動車用品や海洋アプリケーションなどの業界で、塩と霧の環境です。
1。空洞水冷却板の紹介
キャビティウォーター冷却プレートは、多くの冷却システムの重要な成分です。それらは、内部空洞を通って水を循環させることにより、熱を効率的に放散するように設計されています。これらのプレートは、自動車コントローラーで広く使用されています。自動車用車排水ラジタ、およびその他の高熱 - 生成デバイス。空洞の設計により、熱伝達のための大きな表面積が可能になり、効果的な冷却が可能になります。
たとえば、自動車アプリケーションでは軽量の自動車コントローラー水冷却プレートそして自動車コントローラーの水冷プレート電子制御ユニットの最適な温度を維持する上で重要な役割を果たします。海洋環境では、船のさまざまな機器を冷却するために使用されます。船は常に塩霧環境にさらされています。
2。塩霧環境
塩 - 霧の環境は、空気中に吊り下げられた小さな塩滴の存在によって特徴付けられます。この環境は、一般的に沿岸地域や海の船で見られます。霧の中の塩は主に塩化ナトリウムであり、非常に腐食性です。塩滴が金属表面と接触すると、腐食につながる一連の化学反応を開始できます。
塩霧環境の腐食プロセスは複雑です。霧の水分と溶存塩のため、金属表面に電解質層が形成されます。この電解質層は、金属の酸化を加速する電流の流れを可能にします。腐食速度は、霧の中の塩の濃度、温度、湿度、空洞水冷却板で使用される金属の種類など、いくつかの要因に依存します。
3。塩の空洞水冷却板の性能 - 霧環境
3.1腐食抵抗
塩の霧環境における空洞水冷却板の最も重要な懸念は腐食です。これらのプレートの製造に使用される材料は、良好な腐食抵抗を持つ必要があります。一般的に使用される材料には、多くの環境で比較的良好な腐食抵抗で知られているアルミニウム合金が含まれます。ただし、塩霧環境では、アルミニウム合金でさえ腐食の影響を受けやすくなります。
私たちは、空洞の水冷プレートで広範な塩 - 霧の試験を実施しました。これらのテストでは、プレートを制御された塩霧室に特定の期間にわたってさらすことが含まれます。結果は、プレートの初期腐食が主に外面で発生することを示しています。塩液滴は、アルミニウム表面の保護酸化物層を浸透させ、ピットと腐食生成物の形成につながる可能性があります。
空洞水冷却プレートの耐食性を高めるために、いくつかの表面処理方法を開発しました。方法の1つは陽極酸化です。これは、アルミニウムの表面に厚く密な酸化物層を作成します。この酸化物層は障壁として機能し、塩滴がアルミニウム基板に直接接触するのを防ぎます。別の方法は、腐食防止コーティングの適用です。これらのコーティングは、追加の保護層を提供することにより、プレートの耐食性をさらに改善できます。
3.2熱伝達性能
腐食は、空洞水冷却プレートの熱伝達性能にも影響を与える可能性があります。腐食生成物がプレートの表面に蓄積すると、断熱層として機能し、熱伝達の効率を低下させることができます。腐食によって引き起こされる穴と粗さは、空洞内の水の流れを破壊し、不均一な熱分布につながる可能性があります。
私たちのテストでは、塩 - 霧環境への曝露の前後に、空洞水冷却板の熱伝達係数を測定しました。結果は、腐食が進むにつれて熱伝達係数が減少することを示しています。ただし、適切な表面処理と腐食 - 予防措置を使用することにより、熱伝達性能に対する腐食の影響を最小限に抑えることができます。
3.3構造的完全性
空洞水冷却プレートの構造的完全性は、塩霧環境で考慮すべきもう1つの重要な側面です。腐食は金属構造を弱める可能性があり、亀裂や漏れにつながります。自動車および海洋の用途では、空洞水冷却板に漏れがあると、冷却システムの故障や他のコンポーネントの損傷など、深刻な問題を引き起こす可能性があります。
塩霧検査中に、超音波検査やXレイ検査などの非破壊的検定方法を使用して、プレートの構造的完全性を監視しました。これらの方法は、腐食によって引き起こされる可能性のある内部欠陥または亀裂を検出できます。テスト結果に基づいて、塩霧環境における構造的完全性を確保するために、空洞水冷却プレートの設計を最適化しました。たとえば、プレートの重要な部分の厚さを増加させ、溶接の品質を改善して漏れを防ぎました。
4。ケーススタディ
4.1自動車アプリケーション
自動車産業では、バッテリー管理システムと電子電子機器を冷却するために、電気自動車で空洞水冷却プレートが使用されています。車両が塩霧環境にさらされている沿岸地域では、これらの冷却プレートの性能が非常に重要です。
沿岸地域のお客様の1人は、電気自動車の冷却プレートにいくつかの問題を経験したと報告しました。調査後、プレートの外面の腐食により熱伝達効率が低下し、バッテリー管理システムの温度が上昇することがわかりました。耐食性が強化された改良された空洞水冷却板をそれらに提供しました。交換後、バッテリー管理システムの温度が正常範囲に戻り、電気自動車の性能が大幅に向上しました。
4.2海洋アプリケーション
海洋産業では、空洞の水冷プレートを使用して、エンジンや発電機などの船舶のさまざまな機器を冷却します。これらのプレートは、絶えず厳しい塩霧環境にさらされています。
私たちは、いくつかの海運会社に空洞の水冷プレートを供給しました。企業の1人は、数か月の使用後、冷却プレートにいくつかの漏れがあることに気付いたと報告しました。私たちの技術チームは、オンサイト検査を実施し、腐食が空洞の壁に浸透し、漏れを引き起こしたことを発見しました。損傷したプレートを、より良い腐食抵抗と構造的完全性を備えた新しく開発されたプレートにすばやく交換しました。それ以来、海運会社は冷却板に関するさらなる問題を報告していません。
5。結論と行動への呼びかけ
結論として、塩霧環境における空洞水冷却板の性能は、腐食抵抗、熱伝達性能、および構造的完全性を伴う複雑な問題です。継続的な研究開発を通じて、この困難な環境での空洞水冷却プレートの性能を向上させることができました。
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参照
- ASTM B117-19塩スプレー操作（FOG）装置の標準慣行。
- Fontana、MG（1986）。腐食工学。マクグロー - ヒル。
- Kreith、F。、およびBohn、MS（2010）。熱伝達の原理。 Cengage Learning。