冷板式液冷系统常见问题分析

本文整理了冷板式液冷系统常见问题，包括腐蚀、污垢、泡沫、细菌。

1.腐蚀

腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀，其中局部腐蚀包括电偶腐蚀、缝隙腐蚀、点蚀、流动腐蚀。冷板腐蚀穿孔，严重时会导致设备短路，引发相关火灾事故。

全面腐蚀：是指暴露在腐蚀环境中的金属表面发生的基本均匀的腐蚀。金属表面上任意一点在某一时刻是阳极，在下一时刻可能是阴极。全面腐蚀金属表面腐蚀比较均匀。

电偶腐蚀：异种金属在同一介质中接触，由于腐蚀电位不相等有电偶电流流动，使电位较低的金属溶解速度增加，造成接触处的局部腐蚀。电位较高的金属，溶解速度反而减小。

缝隙腐蚀：腐蚀性液体进入材料狭缝中而又无法自由流动，造成狭缝内外存在着浓度差，而材料在狭缝处的腐蚀速度将会大大加快。狭缝处金属的腐蚀速度将会大大加快。

点蚀：点蚀常在金属表面钝化膜破坏的地方发生，这些腐蚀区深度大于直径，后期可能一直向深处发展严重时可使设备穿孔。坑内环境会变得比周围本体水环境更具腐蚀性。

流动腐蚀：流动加速腐蚀是一种受流体动力机制作用，在一定水化学环境下在碳钢或低合金钢表面发生的化学腐蚀现象。通常发生在弯管处、弯头及泵叶轮等处。

2.污垢

液冷系统结垢的原因有很多，具体可分为以下几种：由固体颗粒在壁面亡的沉淀而形成的垢、由结晶而造成的垢、由腐蚀而形成的垢及由微生物而生成的垢。

污垢会堵塞管道和冷板，增加管内循环的流动阻力，降低传热效率。

表3-2污垢产生的原因及造成的后果

3、泡沫

泡沫是冷板式液冷系统常见问题之一，当液冷工质带有大量泡沫的话，泡沫会附着在冷板表面，导致传热效果明显下降，同时泡沫的存在还会增大系统运行中的阻力，对泵造成气穴腐蚀等，损坏设备。

液冷系统运行过程中产生泡沫的原因有很多，例如

表3-3液冷系统泡沫产生原因

4、细菌

细菌滋生是冷板式液冷系统常见问题之一，细菌的大量繁殖会给液冷系统带来一系列的危害，如粘泥沉积、管道堵塞、传热效率降低、设备腐蚀等。

研究表明：25%及以上的丙二醇或乙二醇溶液，即具有一定的抑菌功能，而使用去离子水作为液冷工质时，更需要额外注意抑制细菌的滋生，所以在使用去离子水时需要一定的抑制剂、杀菌剂来抑制细菌的生长。

细菌的危害 

对金属有腐蚀作用：细菌代谢产物中含有各种酸类，使冷却介质的pH下降，引起相关金属材料的腐蚀。

对缓蚀剂的影响：细菌群容易附着在液冷系统管道、换热器和冷板的表面，会妨碍缓蚀剂保护膜的形成及分解液冷工质缓蚀剂有效组成。

产生生物粘泥：粘泥是由细菌群体及其分泌物所形成的胶粘状物，粘泥极易附着在设备上，造成沉积物的危害，促进污垢沉积，粘泥附着影响传热，使换热器污垢热阻增加，换热效率大大降低，液冷系统阻力增加，使泵的能耗增加。

表3-4液冷系统细菌危害及机理

资料来源：七一八所换热材料事业部

原文始发于微信公众号（艾邦储能与充电）：冷板式液冷系统常见问题分析