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。本文從家用燃氣具的主要腐蝕問題、腐蝕原因分析入手,提出減少家用燃氣灶腐蝕的五條主要措施及兩點建議。其措施為:(1)改善設計,提高燃氣灶的保潔功能;(2)正確選擇灶具材料及其相應的防腐保護層;(3)鋁合金件要進行防護處理;(4)加強涂層、鍍層等的工藝、質量控制;(5)加強使用過程中的維護保養(yǎng)。其建議為:(1)以不銹鋼面板替代采用涂料作防護層的碳鋼材料面板;(2)應重視非金屬材料面板的研究及應用。本文對解決家用燃氣灶腐蝕問題有一定的參考作用。
關鍵詞:?燃氣灶? 腐蝕?? 防護
前? 言
金屬材料的腐蝕問題在我們日常生活中隨處可見,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,更應盡早采取措施,從設計入手,解決已出現(xiàn)或可能出現(xiàn)的腐蝕問題。
??? 本文將從家用燃氣具的主要腐蝕問題、腐蝕原因分析入手,提出減少家用燃氣灶腐蝕的主要措施及相關建議。希望能對解決家用燃氣灶的腐蝕問題提供一點參考作用。
一、 家用燃氣灶的主要腐蝕問題
??? 1. 不銹鋼材料腐蝕
??? 采用不銹鋼材料作面板、殼體、聚熱圈、反射罩、火蓋、爐頭(燃燒器主體)等的燃氣灶,可能會在不銹鋼材料表面出現(xiàn)腐蝕。腐蝕多呈銹斑狀,除去銹斑,可以在材料表面發(fā)現(xiàn)明顯的腐蝕坑。銹斑一般出現(xiàn)在油污等贓物的殘留處,以面板、承液盤及其附近出現(xiàn)銹斑更為突出。
??? 在高溫區(qū)工作的不銹鋼材料,其腐蝕處表面多呈灰褐色,不銹鋼材料失去光澤;因高溫所造成的腐蝕,腐蝕坑細、密、淺,并連成片狀,有的則可能出現(xiàn)淺表銹斑。
??? 2. 碳鋼材料腐蝕
??? 采用碳鋼材料制成的灶具面板、殼體、鍋架、聚熱圈、爐頭(燃燒器主體)、進氣管等,其表面一般都有涂層(不粘油涂層、漆層、噴塑層、搪瓷層等)、鍍層(鋅層、鉻層等)。腐蝕多出現(xiàn)在涂層、鍍層損壞處,也有從涂層下面的金屬材料表面先產(chǎn)生腐蝕,然后導致涂層脫落損壞。腐蝕處表面均呈鐵銹色,一旦出現(xiàn)腐蝕,腐蝕會較快發(fā)展,然后連成片狀。碳鋼材料的腐蝕,其腐蝕坑一般較深、較大。灶具面板、承液盤及其附近以及灶具的各棱角處,由于接觸腐蝕介質較多,或容易擦、劃、碰傷,因此,更容易產(chǎn)生腐蝕。尤其是鍋架或承液盤放置處、爐頭周圍的灶具面板上腐蝕問題更為突出。
??? 表面搪瓷或鍍鉻的鍋架、聚熱圈等,首先在搪瓷層或鍍層損壞處產(chǎn)生腐蝕。接觸高溫燃氣的鍋爪等,由于高溫燃氣的燒蝕作用,其表面的搪瓷層或鍍層更容易損壞,因此,腐蝕更為突出。
??? 3. 鑄鐵件、鋁合金件腐蝕
??? 燃氣灶通常采用鑄鐵材料或鋁合金材料制作爐頭(燃燒器主體),采用鋁合金材料制作燃氣閥閥體、燃氣輸送管等。
??? 腐蝕主要集中在用鑄鐵材料制作的爐頭及用鑄造鋁合金材料制作的爐頭(含相關零組件)等上。
??? 不論是鑄鐵爐頭還是鋁合金爐頭,腐蝕多產(chǎn)生在爐頭與火蓋的結合部位、爐頭組件相互間的連接部位、使用過程中容易接觸液體及其它贓物且不容易清潔的部位、爐頭的外部轉角、棱角處等。
??? 腐蝕可能造成火蓋與爐頭間、不同爐頭組件間相互粘接,以致難于分解;對于有螺釘定位、連接的爐頭來講,還會因腐蝕問題造成螺釘擰下困難或無法擰下,這一問題在嵌入式燃氣灶上尤為突出。
??? 鑄鐵爐頭的腐蝕從涂層、鍍層損壞處開始,臺式燃氣灶爐頭腐蝕比嵌入式燃氣灶爐頭腐蝕更為嚴重。腐蝕重者,爐頭外表布滿銹斑。
??? 鋁合金爐頭主要用于嵌入式燃氣灶。鋁合金爐頭腐蝕部位,一般有明顯的腐蝕坑。
??? 曾發(fā)現(xiàn)位于嵌入式燃氣灶底殼內的鋁合金爐頭部件及其他鋁合金件產(chǎn)生腐蝕,腐蝕部位長出成片的“白毛”,連接件間難于正常分解;刮掉“白毛”,可以看到明顯的腐蝕坑。
??? 在臺式燃氣灶上,也曾發(fā)現(xiàn)鋁合金燃氣閥閥體長“白毛”的腐蝕現(xiàn)象。
??? 4. 銅合金材料腐蝕
??? 家用燃氣灶上所使用的銅合金材料,主要用于制作火蓋、火蓋裝飾座、燃氣噴嘴,燃氣閥閥體、燃氣輸送管等,也有用于制作爐頭(燃燒器主體)的。銅合金材料的腐蝕主要集中在火蓋、火蓋裝飾座上。經(jīng)過拋光處理后的火蓋、火蓋裝飾座,放置一段時間后,有的拋光表面光澤會變暗;還有的表面會產(chǎn)生斑痕;經(jīng)過使用后的火蓋、火蓋裝飾座,表面會完全失去光澤,甚至出現(xiàn)細小的腐蝕點等。
??? 5. 燃氣閥腐蝕
??? 由于嵌入式燃氣灶燃氣閥腐蝕問題越來越突出,本文特將燃氣閥腐蝕問題單獨列出。
??? 燃氣閥腐蝕發(fā)生在燃氣閥的頂部,主要集中在閥桿與閥體配合處及其周圍,與此部位相鄰的碳鋼件、鋁合金件等都可能產(chǎn)生腐蝕,腐蝕處可以看到明顯的銹斑或腐蝕產(chǎn)物堆積,嚴重時閥芯不能正常轉動,甚至“卡死”。
??? 燃氣閥腐蝕,不僅影響灶具正常使用,而且可能帶來安全隱患。
二、 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、側板等是否會產(chǎn)生腐蝕,關鍵取決于不銹鋼材料的抗腐蝕性能,其次是腐蝕介質。
??? 燃氣灶上所使用的不銹鋼材料,按材料的金相組織結構分主要有三大類:一類是鐵素體不銹鋼,典型的有1Cr17,對應國外材料牌號,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,對應國外材料牌號,通常稱為“410”、“420”(日本材料牌號為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的湯、水、菜、油等附著在灶具面板或側板上,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,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重。
??? 對于經(jīng)常保持灶面清潔的用戶來講,不銹鋼材料腐蝕問題可能不會太明顯,但對于不太講究灶面清潔的用戶來講,不銹鋼材料腐蝕問題可能就會突出。
??? 2.?碳鋼材料腐蝕的主要原因
??? 采用碳鋼材料制作的灶具零組件,多集中在灶具殼體、面板、底殼、鍋架、承液盤、燃燒器殼體及其他小零件上。
??? 嵌入式燃氣灶及臺式燃氣灶的面板,一般都是采用不粘油涂層、油漆涂層或搪瓷層進行保護;臺式燃氣灶的側板,多采用不粘油涂層、油漆涂層或塑膠涂層進行保護;嵌入式燃氣灶的底殼,一般都是采用油漆涂層或塑膠涂層進行保護。承液盤、燃燒器殼體等,多是采用搪瓷涂層保護。鍋架多采用搪瓷層或鍍鉻層進行保護,也有廠家采用高溫漆層的。小零件則多是采用鍍層進行防護。
??? 用碳鋼材料制作的灶具零組件,其腐蝕的主要原因:
??? (1)涂層或鍍層質量不合格,涂層或鍍層損壞。
??? 涂層質量不合格,關鍵在殼體噴涂過程中的質量控制。碳鋼材料在噴涂前,為增加材料與涂層的結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(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鍵。
??? 作者幾年前曾在廣東某噴涂廠親眼目睹這樣的情景:灶具的面板等零件,磷化處理后,表面并無磷化處理所形成的結晶層;零件經(jīng)沖洗后,竟直接放在露天的地上,讓太陽曬干;工人直接用手拿零件……這樣的工藝,其噴涂質量可想而知了。
??? 在灶具面板的內轉角處,如出現(xiàn)涂層脫落,底層還有銹蝕,多是由于磷化后清洗不凈所殘留的腐蝕物所致,這種情況一般在噴涂后一個月左右就能發(fā)現(xiàn),有的時間更短。
??? 經(jīng)過磷化處理的零件表面如存在銹斑、油垢、汗斑等,會導致該部位涂層因結合不牢而脫落。
??? 還有,有的零件噴涂后存放一個月左右時間,在非轉角部位也會產(chǎn)生銹蝕,尤其在零件的邊沿部位,這多是由于磷化處理不當或涂層底層處理不當所致,當然,也會因為噴涂不當所致。
??? 如出現(xiàn)大面積涂層脫落,一定是噴涂過程中(含噴涂前處理)存在問題所致。
??? 噴涂后的零件或產(chǎn)品在生產(chǎn)、運輸過程中,因操作不當,也會造成涂層損壞。
??? 除搪瓷涂層具有優(yōu)良的抗磨性外,不粘油涂層、油漆涂層的抗磨性都較差。使用過程中,灶具首先在涂層容易產(chǎn)生碰撞、摩擦的部位產(chǎn)生損壞,從而導致腐蝕,如鍋架放置處、承液盤放置處、經(jīng)常擦洗部位、棱角部位等;如使用中清潔灶具方法不當,采用金屬絲等擦洗灶具,則會使涂層損壞。
??? 鍍層質量不合格主要是鍍前處理不當或工藝參數(shù)選擇不當、操作不當所致,導致鍍層出現(xiàn)氣泡、針眼、起層、剝落、鍍層不均等缺陷,使鍍層的防護效果降低。
??? 涂層或鍍層質量不合格,涂層或鍍層損壞,在湯、水、菜、油等腐蝕介質及潮濕氣氛的作用下,首先從涂層或鍍層質量不合格處、損壞處產(chǎn)生腐蝕。