家用燃气灶的腐蚀与防护

发布时间:2008-03-12

摘 要:随着嵌入式家用燃气灶的兴起及嵌入式家用燃气灶在使用中因腐蚀所带来的使用性、维修性、安全性等一系列问题,家用燃气灶的“腐蚀与防腐蚀”越来越受到人们的重视。本文从家用燃气具的主要腐蚀问题、腐蚀原因分析入手,提出减少家用燃气灶腐蚀的五条主要措施及两点建议。其措施为:(1)改善设计,提高燃气灶的保洁功能;(2)正确选择灶具材料及其相应的防腐保护层;(3)铝合金件要进行防护处理;(4)加强涂层、镀层等的工艺、质量控制;(5)加强使用过程中的维护保养。其建议为:(1)以不锈钢面板替代采用涂料作防护层的碳钢材料面板;(2)应重视非金属材料面板的研究及应用。本文对解决家用燃气灶腐蚀问题有一定的参考作用。

关键词: 燃气灶腐蚀 防护

前  言

    金属材料的腐蚀问题在我们日常生活中随处可见,钢铁“生锈”就是一种最为普遍的金属材料腐蚀现象。

    家用燃气灶的腐蚀并不是一个新鲜问题,它伴随着家用燃气具的发展一直存在着。随着嵌入式家用燃气灶的兴起及嵌入式家用燃气灶在使用中因腐蚀所带来的使用性、维修性、安全性等一系列问题,家用燃气灶的“腐蚀与防护”越来越受到人们的重视。尤其是家用燃气具的生产厂家,更应尽早采取措施,从设计入手,解决已出现或可能出现的腐蚀问题。

    本文将从家用燃气具的主要腐蚀问题、腐蚀原因分析入手,提出减少家用燃气灶腐蚀的主要措施及相关建议。希望能对解决家用燃气灶的腐蚀问题提供一点参考作用。

一、家用燃气灶的主要腐蚀问题

不锈钢材料腐蚀

    采用不锈钢材料作面板、壳体、聚热圈、反射罩、火盖、炉头(燃烧器主体)等的燃气灶,可能会在不锈钢材料表面出现腐蚀。腐蚀多呈锈斑状,除去锈斑,可以在材料表面发现明显的腐蚀坑。锈斑一般出现在油污等赃物的残留处,以面板、承液盘及其附近出现锈斑更为突出。

    在高温区工作的不锈钢材料,其腐蚀处表面多呈灰褐色,不锈钢材料失去光泽;因高温所造成的腐蚀,腐蚀坑细、密、浅,并连成片状,有的则可能出现浅表锈斑。

碳钢材料腐蚀

    采用碳钢材料制成的灶具面板、壳体、锅架、聚热圈、炉头(燃烧器主体)、进气管等,其表面一般都有涂层(不粘油涂层、漆层、喷塑层、搪瓷层等)、镀层(锌层、铬层等)。腐蚀多出现在涂层、镀层损坏处,也有从涂层下面的金属材料表面先产生腐蚀,然后导致涂层脱落损坏。腐蚀处表面均呈铁锈色,一旦出现腐蚀,腐蚀会较快发展,然后连成片状。碳钢材料的腐蚀,其腐蚀坑一般较深、较大。灶具面板、承液盘及其附近以及灶具的各棱角处,由于接触腐蚀介质较多,或容易擦、划、碰伤,因此,更容易产生腐蚀。尤其是锅架或承液盘放置处、炉头周围的灶具面板上腐蚀问题更为突出。

    表面搪瓷或镀铬的锅架、聚热圈等,首先在搪瓷层或镀层损坏处产生腐蚀。接触高温燃气的锅爪等,由于高温燃气的烧蚀作用,其表面的搪瓷层或镀层更容易损坏,因此,腐蚀更为突出。

铸铁件、铝合金件腐蚀

    燃气灶通常采用铸铁材料或铝合金材料制作炉头(燃烧器主体),采用铝合金材料制作燃气阀阀体、燃气输送管等。

    腐蚀主要集中在用铸铁材料制作的炉头及用铸造铝合金材料制作的炉头(含相关零组件)等上。

    不论是铸铁炉头还是铝合金炉头,腐蚀多产生在炉头与火盖的结合部位、炉头组件相互间的连接部位、使用过程中容易接触液体及其它赃物且不容易清洁的部位、炉头的外部转角、棱角处等。

    腐蚀可能造成火盖与炉头间、不同炉头组件间相互粘接,以致难于分解;对于有螺钉定位、连接的炉头来讲,还会因腐蚀问题造成螺钉拧下困难或无法拧下,这一问题在嵌入式燃气灶上尤为突出。

    铸铁炉头的腐蚀从涂层、镀层损坏处开始,台式燃气灶炉头腐蚀比嵌入式燃气灶炉头腐蚀更为严重。腐蚀重者,炉头外表布满锈斑。

    铝合金炉头主要用于嵌入式燃气灶。铝合金炉头腐蚀部位,一般有明显的腐蚀坑。

    曾发现位于嵌入式燃气灶底壳内的铝合金炉头部件及其他铝合金件产生腐蚀,腐蚀部位长出成片的“白毛”,连接件间难于正常分解;刮掉“白毛”,可以看到明显的腐蚀坑。

    在台式燃气灶上,也曾发现铝合金燃气阀阀体长“白毛”的腐蚀现象。

铜合金材料腐蚀

    家用燃气灶上所使用的铜合金材料,主要用于制作火盖、火盖装饰座、燃气喷嘴,燃气阀阀体、燃气输送管等,也有用于制作炉头(燃烧器主体)的。铜合金材料的腐蚀主要集中在火盖、火盖装饰座上。经过抛光处理后的火盖、火盖装饰座,放置一段时间后,有的抛光表面光泽会变暗;还有的表面会产生斑痕;经过使用后的火盖、火盖装饰座,表面会完全失去光泽,甚至出现细小的腐蚀点等。

燃气阀腐蚀

    由于嵌入式燃气灶燃气阀腐蚀问题越来越突出,本文特将燃气阀腐蚀问题单独列出。
燃气阀腐蚀发生在燃气阀的顶部,主要集中在阀杆与阀体配合处及其周围,与此部位相邻的碳钢件、铝合金件等都可能产生腐蚀,腐蚀处可以看到明显的锈斑或腐蚀产物堆积,严重时阀芯不能正常转动,甚至“卡死”。

燃气阀腐蚀,不仅影响灶具正常使用,而且可能带来安全隐患。

二、家用燃气灶腐蚀原因分析

1.不锈钢材料腐蚀的主要原因

    灶具上的不锈钢面板、侧板等是否会产生腐蚀,关键取决于不锈钢材料的抗腐蚀性能,其次是腐蚀介质。

燃气灶上所使用的不锈钢材料,按材料的金相组织结构分主要有三大类:一类是铁素体不锈钢,典型的有1Cr17,对应国外材料牌号,通常称为“430”(日本材料牌号为SUS430);另一类是马氏体不锈钢,典型的有1Cr13、2Cr13,对应国外材料牌号,通常称为“410”、“420”(日本材料牌号为SUS410,SUS420);还有一类是奥氏体不锈钢,典型的有0Cr19Ni9、1Cr18Ni9、1Cr17Ni7、0Cr17Mn6Ni5N、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti等,对应国外材料牌号,通常称为“304”、“301”、“301”、“202”、“201”(日本材料牌号为SUS304、SUS302、SUS30 1、SUS202、SUS201)等。由于铁素体、马氏体不锈钢具有磁性,因此,被人们俗称为不锈铁。
不锈钢材料抗腐蚀的关键在于材料中铬元素的含量,镍、铌、钛等元素的含量对不锈钢的抗腐蚀性能也有重要影响。

    奥氏体不锈钢的抗腐蚀性能远远优于铁素体不锈钢及马氏体不锈钢。采用铁素体或马氏体不锈钢材料的灶具容易产生腐蚀;采用奥氏体不锈钢材料的灶具不容易产生腐蚀。

    不锈钢“不锈”是有条件的,在含氯离子介质的作用下(如食盐等,食盐又称氯化钠,富含氯离子),会加速不锈钢的腐蚀;随着腐蚀介质温度的升高,不锈钢的腐蚀会加剧。

    烹饪过程中,含有盐份等腐蚀介质的汤、水、菜、油等附着在灶具面板或侧板上,由于不及时擦洗,时间长了,就可能出现腐蚀,铁素体、马氏体不锈钢腐蚀是肯定无疑的;奥氏体不锈钢的腐蚀相对较轻,且不明显,但是,如果腐蚀产物较多,加上温度的影响(例如,面板在靠近炉头周围,温度就高于其他部位;温度增高会加速腐蚀的程度),也可能会产生明显的腐蚀。

    含有钛元素的奥氏体不锈钢的含腐蚀性能优于不含钛元素的奥氏体不锈钢,其原因是钛元素有减缓不锈钢材料腐蚀(晶界腐蚀)的作用。

    抗腐蚀性能较好的奥氏体不锈钢,存在高温敏化区,在550℃左右温度下,会析出高铬碳化物,形成贫铬区,在潮湿环境中,也会象普通碳钢一样出现“铁锈”。

    经常在较高温度下使用的不锈钢材料,如灶具的聚热圈、热反射罩、火盖等,表面会失去光泽,也会象普通碳钢一样 “生锈”。

    由于灶具面板、灶具承液盘及其附近容易被溅上油、汤、水等腐蚀介质,因此,这些部位出现腐蚀的程度要比灶具其他部位更为严重。

    对于经常保持灶面清洁的用户来讲,不锈钢材料腐蚀问题可能不会太明显,但对于不太讲究灶面清洁的用户来讲,不锈钢材料腐蚀问题可能就会突出。

2.碳钢材料腐蚀的主要原因

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