换热冷板内部腐蚀试验系统对冷板的内部腐蚀试验研究

娱乐新闻 2025年08月08日 12:47 3 aaron

　　冷板在乙二醇冷却液中不能大量产生气体，否则会引起系统压力持续上升，危及航天器的安全。为了研究乙二醇对冷板的腐蚀作用，本文以铝合金 3A21 为冷板基材，以不同铝硅镁箔 4004 为钎料真空焊接而成不同的冷板，开展冷板与硅酸盐体系乙二醇冷却液的内部腐蚀试验研究。

　　试验溶液：乙二醇冷却液，冷却液中乙二醇的质量分数为 36%，缓蚀剂质量分数小于2%，其余为去离子水。缓蚀剂体系为硅酸盐体系。冷却液的 pH 为 8.0~8.5。

　　试验样品：采用真空钎焊的方法焊接而成的冷板。冷板的上下面板及翅片是铝合金 3A21，钎料是铝硅镁箔片 4004，冷板剖面如图如下所示。

　　冷板与管路、管接头、加注排放阀、压力传感器组成封闭回路。其中，管路及接头是铝合金 5A06 管材，表面本色阳极化，加注排放阀基材是 304 不锈钢。

　　单独 5A06 铝合金原材料经过1 年时间 30 ℃ 的浸泡腐蚀实验，无产气现象发生。回路采用真空加注方式加注。加注前，对乙二醇冷却液在2 kPa 条件下低压脱泡 20 min。加注完成后，回路置于恒温箱中，控制温度为(40±0.1) ℃ 。实验过程中，保持温箱封闭，每天记录回路的压力及温度数据，考察冷板与乙二醇冷却液的耐腐蚀性。

　　冷板回路在 40 ℃ 条件下压力随时间的变化曲线如下图所示，可以看出，充满乙二醇冷却液的冷板 B 的压力随着时间延长，呈线个月时间范围内，压力升高约 800 kPa。加注同一批乙二醇冷却的冷板 A 在同样温度条件下，压力始终保持稳定，压力未见明显增加。

　　试验后，利用排水法收集冷板中的气体，经检测，主要为氢气。同时，利用等离子体耦合发射光谱（ICP）对排出的乙二醇冷却液中腐蚀元素进行分析，发现硅元素质量浓度增加 20 mg/L，镁元素浓度增加 5 mg/L，其余金属元素，包括铝、铁、铜、锰等元素，浓度未见明显变化。两种冷板的上下面板和翅片都是 3A21铝合金，翅片和面板以铝硅镁箔片 4004 为钎料，采用真空焊接的方式焊接在一起。两种冷板的原材料除铝硅镁箔钎料 4004 外，其余完全一致，包括冷板焊接的人员、工艺等。