鋼制散熱器及其存在的問題

PAGEPAGE8刊于《建筑設(shè)備備》1990年2期鋼制散熱器及其其其存在的的問題題北京市建筑設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)研究院張錫虎一、鋼制散熱器器器開發(fā)與與應(yīng)用用的回顧顧散熱器按其材質(zhì)質(zhì)質(zhì)分主要要有兩兩大類，即即鑄鑄鐵散熱熱器和和鋼制散散熱器器。我國國歷來來廣泛使使用鑄鑄鐵散熱熱器，正正規(guī)開發(fā)發(fā)生產(chǎn)產(chǎn)鋼制散散熱器器，始于于七十十年代初初。當(dāng)當(dāng)時高層層建筑筑開始大大量興興建，鑄鑄鐵散散熱器的的承壓壓一般為0.4MMPPa，不能滿滿足足要求。其其次次，“以鋼代鐵”，提高散散熱熱器的金金屬熱熱強(qiáng)度，也也作作為一個個方向向性問題題，提提高到很很高的的地位。第一代大量涌現(xiàn)現(xiàn)現(xiàn)的是鋼鋼串片片散熱器器，尺尺寸為150××880和240××1100，金屬熱熱強(qiáng)強(qiáng)度達(dá)到到較高高的水平平，迅迅速為高高層建建筑和一一般建建筑所廣廣泛采采用。但但是，作作為一種種建筑筑產(chǎn)品，不不能能僅從本本身的的熱工性性能出出發(fā)，起起外觀觀和裝飾飾功能能也極為為重要要。因此此，它它較快發(fā)發(fā)展為為閉式（即即折折邊型），型型號有150×880、240×1100和300×880，綜合地看看這種發(fā)展是是合理的。以以后為提高單單位長度的散散熱量，又出出現(xiàn)了480×1100和600×1120等型號，這這種將高度增增加的演變，金金屬熱強(qiáng)度下下降了三分之之一，從而價價格也相應(yīng)提提高，其合理理性值得研究究。在鋼制串片散熱熱熱器開始始生產(chǎn)產(chǎn)的階段段對質(zhì)質(zhì)量控制制較嚴(yán)嚴(yán)，對材材質(zhì)及及生產(chǎn)工工藝均均兢兢業(yè)業(yè)業(yè)，且且采用了了浸錫錫，盡管管其外外觀等頗頗嫌不不足，但但其熱熱工性能能基本本上是穩(wěn)穩(wěn)定的的。在大大量生生產(chǎn)和應(yīng)應(yīng)用以以后，因因其基基本生產(chǎn)產(chǎn)工藝藝較為簡簡單，各各地大量量辦廠廠生產(chǎn)，簡簡化化工藝，質(zhì)質(zhì)量量失控，散散熱熱量極不不穩(wěn)定定。在許許多工工程應(yīng)用用中，發(fā)發(fā)現(xiàn)散熱熱量比比額定值值虧欠欠20％以上，影影影響供暖暖效果果。這種種在相相當(dāng)一部部分鋼鋼制串片片散熱熱器中出出現(xiàn)的的弊病，影影響響了這種種產(chǎn)品品的聲譽(yù)譽(yù)。繼鋼制串片散熱熱熱器之后后，參參照國外外產(chǎn)品品形式，相相繼繼開發(fā)了了鋼制制板型、扁扁管管型和柱柱型散散熱器。此此三三種散熱熱器在在金屬熱熱強(qiáng)度度和價格格等方方面雖不不及鋼鋼串片，但但由由于在外外觀和和散熱性性能穩(wěn)穩(wěn)定方面面優(yōu)于于鋼串片片，又又鑒于鋼鋼串片片的弊病病，得得到了廣廣泛的的發(fā)展和和應(yīng)用用。特別別是價價格昂貴貴的鋼鋼制柱型型，幾幾乎風(fēng)靡靡全國國，在規(guī)規(guī)模很很大的統(tǒng)統(tǒng)建工工程中大大量應(yīng)應(yīng)用。但但在應(yīng)應(yīng)用后不不久，其其缺陷即即開始始暴露，先先是是少量繼繼而大大量的損損壞漏漏水，有有的是是剛安裝裝完工工試壓時時即漏漏水，有有的是是使用一一定周周期后漏漏水。如如果說，鋼鋼制制串片散散熱器器的弊病病是散散熱量不不足，達(dá)達(dá)不到采采暖溫溫度，在在許多多條件下下由于于設(shè)計(jì)裕裕量較較大還不不明顯顯暴露，那那么么損壞漏漏水乃乃至大量量損壞壞漏水，其其后后果則是是災(zāi)難難性的。當(dāng)然，鋼制散熱熱熱器出現(xiàn)現(xiàn)熱工工性能不不穩(wěn)定定或是使使用壽壽命不長長這些些弊病，并并非非全部如如此，但但確有相相當(dāng)大大的比重重，作作為設(shè)計(jì)計(jì)人員員，對此此不能能不持謹(jǐn)謹(jǐn)慎態(tài)態(tài)度?，F(xiàn)在的形勢同七七七十年代代初不不同，當(dāng)當(dāng)時在在高承壓壓系統(tǒng)統(tǒng)中，除除采用用鋼制散散熱器器而別無無出路路。而現(xiàn)現(xiàn)在可可承壓0.8MMPPa的鑄鐵散散熱熱器，已已能大大量生產(chǎn)產(chǎn)。鋼鋼制散熱熱器的的弊病不不能不不使它暫暫時走走入低谷谷。我我們希望望，經(jīng)經(jīng)歷了二二十年年開發(fā)與與應(yīng)用用歷史的的鋼制制散熱器器，能能在克服服自身身的弊病病之后后，又有有新的的更高水水平上上的發(fā)展展。實(shí)踐向我們提供供供了比較較明確確的急待待解決決的課題題：一一類是以以確保保散熱量量穩(wěn)定定為主要要目標(biāo)標(biāo)，即鋼鋼制串串片散熱熱器；；另一類類是以以確保散散熱器器使用壽壽命為為主要目目標(biāo)，即即鋼制柱柱型、板板型和扁扁管型型散熱器器。以以下分別別加以以敘述之之。二、關(guān)于鋼制串串串片散熱熱器鋼制串片散熱器器器的首要要問題題，是解解決串串片與水水管的的緊密配配合以以減小接接觸熱熱阻，提提高散散熱量并并使之之穩(wěn)定。人人們們從兩個個方面面進(jìn)行探探索。一一個是選選用薄薄壁無縫縫鋼管管并采取取脹管管工藝，難難度度較大，且且又又會面臨臨管壁壁減薄以以后的的耐腐蝕蝕問題題。另一一個是是在原有有做法法的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，嚴(yán)嚴(yán)格選材材和各各個生產(chǎn)產(chǎn)工序序的工藝藝控制制，并采采用片片與管之之間的的粘接，這這是是比較現(xiàn)現(xiàn)實(shí)的的，目前前已在在實(shí)施。由由清清華大學(xué)學(xué)研制制的一種種全金金屬膠粘粘材料料及粘接接工藝藝，正在在被普普遍采用用，從從測試數(shù)數(shù)據(jù)看看可提高高散熱熱量10％左右，但但但此種材材料的的化學(xué)穩(wěn)穩(wěn)定性性和耐老老化問問題，尚尚需經(jīng)經(jīng)受時間間的考考驗(yàn)?？煽赡茌^較可靠的的辦法法，還是是采用用金屬釬釬接，七七十年代代初第第一代產(chǎn)產(chǎn)品曾曾采用浸浸錫工工藝，在在使用用多年之之后還還完好無無損就就是證明明。目前，鋼制串片片片散熱器器在解解決自身身弊病病方面，走走得得較快。因因此此許多人人認(rèn)為為，改進(jìn)進(jìn)以后后的鋼制制串片片散熱器器，是是目前鋼鋼制散散熱器中中唯一一可以信信賴的的品種。但但是是，所有有的制制造廠能能否長長期堅(jiān)持持嚴(yán)格格的工藝藝控制制，保持持在取取得生產(chǎn)產(chǎn)許可可證前達(dá)達(dá)到的的水平并并穩(wěn)步步提高？？不能能不使人人們由由于對歷歷史的的回顧而而有所所擔(dān)心。其次，鋼制串片片片散熱器器的現(xiàn)現(xiàn)有型號號，包包括列入入《鋼鋼制串片片（閉閉式）散散熱器器技術(shù)條條件（暫暫行）》中中的的型號，尚尚需需進(jìn)行優(yōu)優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)。如如片距距、板與與管的的分布、水水流流特性等等遠(yuǎn)應(yīng)應(yīng)深入進(jìn)進(jìn)行基基礎(chǔ)研究究工作作，以發(fā)發(fā)展各各項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)均較較適當(dāng)?shù)牡男碌牡南盗行托吞枴，F(xiàn)現(xiàn)在是因因?yàn)槠淦渌麕追N種鋼制制散熱器器的弊弊病，客客觀上上迫使人人們看看好鋼串串片，如如果因此此而認(rèn)認(rèn)為可以以安于于現(xiàn)狀，則則其其應(yīng)用和和發(fā)展展會是十十分局局限的。例例如如其中應(yīng)應(yīng)用較較多的300××880這種型號號，由由于它是是從150××880演變而來來，水水管直徑徑為DN20，四個回回程程，應(yīng)用用于樓樓層數(shù)較較多、負(fù)負(fù)荷較大大的單單管順序序式供供暖系統(tǒng)統(tǒng)中，就就不太適適用。又又例如未未列入入《鋼制制串片片（閉式式）散散熱器技技術(shù)條條件（暫暫行）》中中中的600××1120這種型號號，四四根水管管雖然然并聯(lián)為為兩個個回程，且且水水管直徑徑為DN25，但在并并聯(lián)聯(lián)水管之之間的的流量較較難均均勻分布布，在在流量較較小的的雙管供供暖系系統(tǒng)中，常常見見散熱量量不足足，其金金屬熱熱強(qiáng)度明明顯偏偏低。三、關(guān)于其他幾幾幾種鋼制制散熱熱器除鋼制串片散熱熱熱器之外外，鋼鋼制柱型型、板板型和扁扁管型型散熱器器面臨臨的主要要問題題，是使使用壽壽命問題題。其其中尤以以柱型型為突出出。山山西平朔朔大面面積的損損壞以以后，北北京北北郊和南南郊兩兩個規(guī)模模頗大大的住宅宅區(qū)，又又已經(jīng)出出現(xiàn)同同樣的征征兆。這幾種散熱器的的的構(gòu)造特特點(diǎn)，均均采用1.2～1.5mmm碳素冷軋軋鋼鋼板沖壓壓成型型并焊接接而成成，其先先天條條件是耐耐腐蝕蝕性能差差。有有些工廠廠開始始用鋼管管柱型型代替原原來的的鋼制柱柱型，那那是回復(fù)復(fù)到焊焊制鋼排排管散散熱器，其其金金屬耗量量和經(jīng)經(jīng)濟(jì)性先先不論論及，但但是它它已非本本來意意義的鋼鋼制柱柱型散熱熱器了了。這幾種鋼制散熱熱熱器的腐腐蝕問問題比較較紛繁繁復(fù)雜。國國內(nèi)內(nèi)外均有有成功功應(yīng)用的的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，也有有應(yīng)用用失敗的的教訓(xùn)訓(xùn)。1988年7月全國暖暖通通空調(diào)技技術(shù)情情報(bào)網(wǎng)太太原會會議上，西西北北院陸耀耀慶高高工曾就就鋼制制柱型散散熱器器的腐蝕蝕問題題，作過過專題題報(bào)告。在在此此以后，各各地地制造廠廠都在在下很大大力量量尋求對對策，有有一些進(jìn)進(jìn)展，但但還不能能說已已經(jīng)解決決好。解決防腐問題，無無非是兩個途途徑。一是所謂“主動動動防腐”，即減少少內(nèi)內(nèi)部熱媒媒介質(zhì)質(zhì)對碳鋼鋼的腐腐蝕。在在鋼制制散熱器器的部部標(biāo)準(zhǔn)（JGJ2299.1--866和JGJ2299.2--866）中，明明確確規(guī)定“熱媒中含含氧氧量每立立方米米不得大大于0.055g”，又規(guī)定定在在制造廠廠進(jìn)行行液壓試試驗(yàn)時時應(yīng)采用用專用用試驗(yàn)液液并將將殘液吹吹干，還還要求成成品貯貯存于“空氣干燥燥、通通風(fēng)的庫庫房內(nèi)內(nèi)”。這說明明在在制定部部標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)時，就就已預(yù)預(yù)見到應(yīng)應(yīng)注意意的薄弱弱環(huán)節(jié)節(jié)，規(guī)定定了嚴(yán)嚴(yán)格的條條件。有有些單位位正在在積極開開發(fā)在在熱媒中中添加加有緩蝕蝕作用用的化學(xué)學(xué)成分分，并隨隨散熱熱器配套套供應(yīng)應(yīng)。但是是，應(yīng)應(yīng)該從運(yùn)運(yùn)行管管理實(shí)際際可能能達(dá)到的的水平平出發(fā)。首首先先是從成成品出出廠到投投入正正規(guī)運(yùn)行行，周周期一般般要超超過制造造廠進(jìn)進(jìn)行質(zhì)量量保證證18個月的期期限限，在此此周期期內(nèi)，難難以保保證常處處在較較好的環(huán)環(huán)境條條件下，所所以以往往在在啟用用之時，就就發(fā)發(fā)現(xiàn)已手手腐蝕蝕并有焊焊縫開開裂動現(xiàn)現(xiàn)象發(fā)發(fā)生。其其次，一一般的熱熱源系系統(tǒng)條件件，難難以達(dá)到到熱媒媒中含氧氧量比比蒸汽鍋鍋爐給給水標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)更低低的指標(biāo)標(biāo)。再再其次，采采暖暖系統(tǒng)在在非采采暖季要要保持持滿水養(yǎng)養(yǎng)護(hù)，也也是很困困難的的，因?yàn)闉榧词故乖诓膳?，采采暖系統(tǒng)統(tǒng)的失失水現(xiàn)象象，一一直是個個難以以解決的的課題題，如不不及時時補(bǔ)水，系系統(tǒng)統(tǒng)中局部部虧水水是常見見的?？量量痰氖故褂脳l條件不得得不使使用戶望望而生生畏。另一個途徑是所所所謂“被動防腐”，即增強(qiáng)強(qiáng)碳碳鋼對內(nèi)內(nèi)部介介質(zhì)的防防腐性性能。幾幾年以以前，有有一項(xiàng)項(xiàng)“滲鋁工藝”在石家莊莊通通過鑒定定，但但由于種種種原原因未能能應(yīng)用用。最近近又有有“滲氮工藝”通過鑒定定，據(jù)據(jù)說使用用壽命命可保15年以上。這這這些對碳碳鋼進(jìn)進(jìn)行適當(dāng)當(dāng)防腐腐處理的的方法法，是否否可以以適當(dāng)降降低“主動防腐”的要求后后仍仍可保證證使用用壽命？？這不不明確。其其次次，碳鋼鋼在工工藝加工工過程程中的減減薄、變變形引起起金相相組織的的不均均勻性和和沖壓壓和焊接接引起起的殘余余應(yīng)力力等內(nèi)在在因素素，都需需要從從根本上上加以以研究解解決。因此，除鋼制串串串片散熱熱器之之外的其其他幾幾種鋼制制散熱熱器，要要解決決確保使使用壽壽命大致致不低低于管道道壽命命的課題題，要要困難得得多，但但這是決決定其其應(yīng)用價價值和和發(fā)展前前途的的關(guān)鍵。四、關(guān)于鋼制散散散熱器的的全面面評價正確地選用建筑筑筑設(shè)備產(chǎn)產(chǎn)品，應(yīng)應(yīng)基于對對產(chǎn)品品的全面面評價價，對散散熱器器也是如如此。散熱器的優(yōu)劣，大大致有以下要要點(diǎn)：熱工性性能、使用壽壽命、外觀和和裝飾效果及及其對建筑環(huán)環(huán)境的適應(yīng)性性、施工安裝裝是否方便等等。除這些以以外，還有一一個很重要的的因素，即經(jīng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。近近年以來，由由于建筑造價價大幅度上漲漲，又因?yàn)椴刹膳O(shè)備在總總造價中的比比重不大，在在散熱器設(shè)計(jì)計(jì)選用時，存存在某種片面面性，并著重重表現(xiàn)在忽視視經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。北京市鑄鍛中心心心進(jìn)行了了一項(xiàng)項(xiàng)很有意意義的的工作，對對多多種散熱熱器的的技術(shù)性性能及及經(jīng)濟(jì)指指標(biāo)進(jìn)進(jìn)行了分分析比比較。為為增加加可比性性，我我們對這這份材材料的數(shù)數(shù)據(jù)作作了一些些調(diào)整整：（1）標(biāo)準(zhǔn)工況況的的散熱量，統(tǒng)統(tǒng)一以北京建建筑設(shè)計(jì)研究究院《散熱器器選用和計(jì)算算統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》中中的工程應(yīng)用用值為依據(jù)。沈沈丘的三代鋼鋼制柱型散熱熱器，則以該該廠的最新樣樣本為根據(jù)，但但按照上述《散散熱器選用和和計(jì)算統(tǒng)一標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》，附加加了10％的工程條條件修正系數(shù)數(shù)。（2）除沈丘的的三三代鋼制柱柱柱型散熱熱器按按該廠1990年4月出廠價價以以外，其其他均均按北京京市建建筑五金金水暖暖器材供供應(yīng)公公司目前前的供供應(yīng)價。（3）鑄鐵散熱熱器器按照承壓壓壓0.8MMPPa的稀土鑄鑄鐵鐵并增加加了配配件和組組裝費(fèi)費(fèi)。經(jīng)過調(diào)整以后的的的兩項(xiàng)指指標(biāo)，與與四柱813型鑄鐵散散熱熱器的相相對值值如下表表：類型金屬熱強(qiáng)度價格鑄鐵散熱器四柱813型11TZ2-555-81.221.08TZ4-5-8881.221.19TZ4-666-81.111.07TDS-111（輻射對對流流）1.071.81鋼制串片散熱器器器150×8880（單排安安裝裝）3.740.74300×8880（單排安安裝裝）2.771.07240×10000（單排安安裝裝）2.591.11480×11100（單排安安裝裝）2.371.30600×12000（陵縣）2.331.51鋼制板型散熱器器器1000×××600單板41.021000×××600雙板31.46鋼制扁管型散熱熱熱器1000×××41662.521.261000×××52002.261.