Introduzione
Nella brasatura sotto vuoto discambiatori di calore a piastre, dopo il raffreddamento a volte appare una tinta blu sulla superficie del nucleo.
Questo non è insolito nella produzione reale.
Lo abbiamo visto in molte linee di produzione di scambiatori di calore e radiatori, soprattutto quando la struttura è complessa o il processo di pulizia non è completamente stabile.
Nella maggior parte dei casi, il cambiamento di colore non è un difetto strutturale, ma un segno di ciòdurante la brasatura si è verificata una quantità molto piccola di ossidazione.
1. Cos'è realmente il colore blu
La superficie dell'alluminio presenta sempre una sottilissima pellicola di ossido. Normalmente è invisibile.
Durante la brasatura sotto vuoto, se nel forno è ancora presente una piccola quantità di ossigeno o umidità, lo strato di ossido diventa leggermente più spesso.
Una volta che lo spessore raggiunge un certo livello, l'interferenza della luce inizia a mostrare colore.
La sequenza è solitamente:
giallo chiaro → oro → viola → blu → grigio
Il blu di solito significa che l'ossidazione è stata lieve, ma è successo.
Nelle strutture con alette a piastre, questo è più facile da vedere perché la superficie è ampia e il flusso d'aria all'interno non è facile da bilanciare.
2. Da dove viene solitamente il problema
Da quello che abbiamo visto negli ambienti di produzione, le cause sono raramente problemi puntuali. Di solito è una combinazione.
2.1 La pulizia è solitamente la prima cosa da controllare
Gli scambiatori di calore a piastre hanno canali interni molto stretti. La pulizia non è sempre perfetta.
Ciò che spesso rimane dentro:
- Olio per formatura o olio per stampaggio
- Emulsione o fluido di lavorazione
- Piccola quantità di umidità derivante dal processo di pulizia
Durante il riscaldamento, questi materiali evaporano e si decompongono. Anche una piccola quantità di residui può rilasciare gas come H₂O o CO₂, che introducono ossigeno nell'atmosfera del forno.
Se l'asciugatura non è completa il problema diventa più evidente.
2.2 La stabilità del vuoto è un altro fattore chiave
In teoria, il forno dovrebbe raggiungere un livello di vuoto elevato (circa ≤5×10⁻³ Pa).
Ma nella produzione reale, cose come:
- piccola perdita
- riflusso dell'olio dalle pompe
possono tutti aumentare leggermente l'ossigeno all'interno della camera.
Questo è sufficiente per influenzare il colore della superficie.
2.3 Il gas di raffreddamento è spesso sottovalutato
A circa 600°C viene introdotto azoto o argon per il raffreddamento.
Se il gas non è sufficientemente pulito:
- l'umidità è superiore al punto di rugiada di -60°C
- la tubazione contiene ancora aria
quindi l'ossidazione può avvenire immediatamente sulle superfici calde di alluminio.
Ciò è particolarmente sensibile per i nuclei con alette a piastra perché la superficie reagisce molto rapidamente.
2.4 La curva di riscaldamento conta più di quanto si pensi
Per le strutture con alette a piastre, il flusso d'aria interno è difficile.
Se la temperatura aumenta troppo velocemente e non esiste una fase di mantenimento adeguata tra 150 e 250°C, l'olio e l'umidità intrappolati non possono fuoriuscire in tempo.
Si decompongono invece all'interno della parte, creando internamente un piccolo ambiente ossidante.
2.5 Comportamento dei materiali e del Mg
Il Mg è comunemente usato nella brasatura sotto vuoto per aiutare a rimuovere gli strati di ossido.
Ma se il Mg evapora in modo troppo aggressivo o reagisce con l’umidità residua, può formare MgO.
Ciò a volte porta a un tono superficiale opaco o bluastro.
3. Cosa vediamo comunemente negli scambiatori di calore a piastre
- Se solo i canali interni sono blu → solitamente degasaggio incompleto
- Se solo le aree locali sono blu → zone morte del flusso d'aria
- Se l'intero lotto è blu → problema al sistema del vuoto o del gas
Questi modelli sono in realtà molto utili per la risoluzione dei problemi.
Invece di concentrarsi su un parametro, la maggior parte delle fabbriche ottiene risultati migliori modificando l’intero processo.
Pulizia e asciugatura
Un sistema di pulizia adeguato è più importante di quanto la maggior parte delle persone si aspetti. La pulizia ad ultrasuoni e l'asciugatura sotto vuoto vengono spesso utilizzate nelle linee stabili.
Oil residue needs to be kept very low. Se le parti non sono completamente asciutte prima di entrare nel forno, i problemi si ripetono.
Curva di riscaldamento a vuoto
Un passaggio semplice ma efficace è aggiungere una fase di mantenimento a circa 150–200°C.
Ciò consente al gas e all'umidità intrappolati di fuoriuscire prima che inizi la brasatura ad alta temperatura.
Qualità del gas
La purezza dell'azoto o dell'argon deve essere elevata (99,999%), con un'umidità molto bassa.
Anche le pipeline necessitano di un adeguato spurgo prima di ogni esecuzione.
Manutenzione del forno
Con il passare del tempo, le pareti e gli impianti del forno assorbono umidità e residui.
I controlli regolari delle perdite e la pulizia aiutano a mantenere stabili i risultati.
5. Informazioni sulla pratica industriale (esperienza SUNHOPE)
Nel lavoro di SUNHOPE con le linee di produzione di radiatori e scambiatori di calore, questo tipo di scolorimento blu solitamente non viene risolto con una sola regolazione.
Tende ad essere collegato con tutta la filiera produttiva:
pulizia → asciugatura → sistema di aspirazione → qualità del gas → profilo di riscaldamento
Quando i clienti aggiornano il sistema invece di modificare solo un parametro, la stabilità migliora in modo molto più evidente.
Conclusione
La colorazione blu dopo la brasatura sotto vuoto negli scambiatori di calore a piastre è fondamentalmente un segno di leggera ossidazione in condizioni di forno instabili.
Nella maggior parte dei casi reali, la soluzione non è complicata, ma richiede che l’intero processo sia stabile insieme.
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