搪瓷内胆水箱工艺

搪瓷内胆水箱

搪瓷内胆水箱的简介：

搪瓷热水器内胆在50年前起源于美国。在欧洲, 尤其是德国，搪瓷内胆热水器的生产始于60年代。但只有当搪瓷内胆与分体式太阳能结合之后，才确立了它在应用领域中的地位。热水器的容量可以小到15立升，大至4000立升，大致分为美式和欧式二种，其主要区别在于内胆的设计。

我国近几年来，在热水器生产中，采用搪瓷内胆的日益增多。搪瓷内胆由于其在防腐方面的优越性能，正在取代其它内胆而成为热水器内胆的主力。但由于搪瓷承压水箱项目投资存在着诸如资金、人才、技术、设备等高要求，致使目前行业内从事搪瓷承压水箱生产研制的企业相当缺乏，值得一提的是，在为数不多的搪瓷承压水箱生产企业中，赛德隆、华升隆等公司依赖强有力的资金支持和技术支撑成为了搪瓷承压水箱产业的领军企业。

我国太阳能热水器产业逐步走上快速发展的道路，基本形成了较为完善的产业体系，实际上，集热管的吸热效率已不再是行业发展的难题，提升集热管的吸热效率对于提高产品整体性能已不再明显。而水箱成为行业发展的瓶颈

搪瓷内胆水箱的发展史：

“水箱内胆”是太阳能热水器的核心部分，其特性影响着产品整体寿命。由于不锈钢内胆技术容易实现，生产设备、研发成本较低，市场上绝大部分产品采用的是不锈钢内胆。但是，由于行业技术水平限制，不锈钢内胆容易腐蚀、易吸瘪、承压性能不好等缺陷一直无法解决。而搪瓷内胆具有承压耐用、防腐蚀、防吸瘪、水质洁净等特性，目前已经在电热热水器领域普及，同样也给太阳能内胆升级提供了参考。

一、热水器内胆发展史

水箱防腐技术，对于热水器而言是非常重要的。热水器内胆发展史是一部水箱防腐技术的发展史。我们走进商场电热水器柜台，看到“搪瓷内胆”、“金圭内胆” 、“蓝金钢内胆”、等内胆名目很多。实际上，这些内胆基本是运用了搪瓷工艺，只是为了体现一个差异化卖点，厂家起的名字不一样而已。到目前为止，热水器内胆从最初的镀锌钢板内胆，到不锈钢内胆，再到搪瓷内胆共经历了三代历程。其中电热水器内胆的发展历程长一些，拥有几十年乃至上百年的历史。

目前，国内外市场上，不锈钢内胆几乎已经绝迹，搪瓷内胆产品全面普及。太阳能热水器由于受发展阶段的限制，绝大部分企业都是采用的不锈钢内胆，在非承压太阳能热水器应用上具有一定的优势，市场份额较大。

搪瓷内胆属于新技术产品。通过在加厚钢板表面进行搪瓷镀釉，可以承受较大范围内的温度变化，一般为－60～+450℃的温度变化范围，可以能够承受高温骤变。物理特性上，抗压、抗张、有弹性、电绝缘、无污染；化学特性上，耐酸、耐碱、耐高温、耐水蒸汽，各种离子均不能渗透其表层，可以有效地保证水质不受污染。

华升隆、光芒、赛德隆根据电热水器内胆搪瓷技术，研制出适合太阳能产品的搪瓷内胆，成为太阳能行业中搪瓷内胆产品的代表性企业。近两年，搪瓷内胆太阳能市场占有率快速提升，特别是在分体承压式太阳能工程市场表现出突出的性能，越来越受到厂家和房产商的重视，成为承压项目的首选产品。太阳能热水器产业未来发展，承压应用将会成为市场的主导。由于行业发展阶段的限制，目前行业发展到不锈钢内胆普及期，并急需向搪瓷内胆期过渡。

二、太阳能在高层建筑中的应用必先解决承压问题

随着低碳经济理念的深入，国家大力推广绿色节能建筑，太阳能利用成为重要内容，城市高楼、别墅区、公共事业成为重要应用领域。但是，许多企业在城市地区推广太阳能时遇到一些阻力，一些物业管理公司以影响美观性为理由禁止安装太阳能。但是我认为更多责任在于企业自身：一是我们在太阳能科普推广上做得还不够广，不够细，不够深入；二是行业的太阳能与建筑一体化技术还不够成熟，特别是在承压应用上，无承压内胆的企业与有承压内胆的企业之间的合作还不够密切。

分体式太阳能是综合节能环保产品，适合于多种建筑风格，可以作为建筑美学的点缀，符合国家对“绿色节能建筑”的政策要求，是城市节能建筑不可或缺的技术，也是房地产商理想的配套产品。

但是，要推动太阳能与建筑一体化，推广分体式太阳能，首先要解决承压问题。尤其是城市高层和小高层的用户，由于安装位置的限制，非承压太阳能热水器已经无法满足这些客户的需求。

实践证明，搪瓷内胆是性能最好的承压内胆，而搪瓷技术却受到产业发展阶段的限制。太阳能热水器行业起步较晚，整个行业内绝大部分厂家是新兴企业，没有经历电热水器发展阶段，缺少成熟的搪瓷内胆技术。而搪瓷内胆科技含量高、投资规模大、工艺复杂，只有经过多年的研制试验才能够研制出过硬的搪瓷内胆。

三、搪瓷内胆突出性能决定其成为承压应用首选

许多太阳能热水器企业尝试过生产搪瓷内胆，但是因为投入大、收益慢、搪瓷技术难以突破、性能不稳定等因素没有获得成功。搪瓷内胆生产远非不锈钢内胆那样简单，搪瓷内胆研发生产需要国际先进的搪瓷原料、搪瓷设备、多年的研制摸索，更需要企业有雄厚的资金实力、技术实力、市场推广实力，以及还要考虑投入产出比能否承受。

搪瓷内胆主要由瓷层及专用搪瓷钢板两种原材料组成。搪瓷钢板的选择非常挑剔，其膨胀系数与搪瓷的膨胀系数必须相吻合，如果两者系数相差太大，搪瓷的表面就会出现裂纹。只有经过多年的反复研制，才真正找到钢板、瓷釉、搪瓷温度与搪瓷时间的最佳配比参数。

搪瓷内胆重量、厚度指数。普通不锈钢内胆一般厚约0.5mm，甚至更低，非承压应用效果较好，承压应用容易吸瘪。搪瓷内胆全部采用进口设备，搪瓷粉采用进口材料，钢板采用BTC340R优质钢板，无论是钢板厚度加上搪瓷厚度是不锈钢内胆的4-5倍。普通不锈钢内胆手按即可感觉变形，而搪瓷内胆4个成人站在上面依然不会变形，这是高厚度钢板的作用，有效保证水箱不会吸瘪。

搪瓷内胆承压指数：国际标准中规定搪瓷内胆耐压在10kg以上，国内提供的试验数据是，赛德隆、华升隆蓝金钢内胆耐压在18kg-24kg之间，远远高于国际标准。美国标准要求搪瓷内胆能够承受10万次疲劳试验。澳大利亚的则要求在25万次以上。现在国产蓝金钢中央热水器承压内胆已经达到这些标准。

不锈钢内胆使用年限仅在几年时间，搪瓷内胆至少可以使用15年。A.O.史密斯电热水器使用50年的故事全球广泛流传，其内胆寿命是关键因素。搪瓷内胆普及成为太阳能热水器行业的发展方向，特别是在当前的太阳能与建筑一体化应用中急需推广。

四、太阳能企业联合推广承压式太阳能

在竞争中合作，在合作中共赢。就是要树立既讲竞争又讲合作，既讲分工又讲协作的精神，倡导同行业竞争对手之间通过规范竞争与有序合作，最终实现企业共赢，行业共兴。

一些太阳能企业也尝试过生产搪瓷内胆，但是搪瓷内胆投资大、产出效益短期不明显，甚至会失败，许多企业不劳而返。现在许多太阳能企业都在积极拓展国际贸易，并获得了一些成绩。很多外商在购买太阳能热水系统时，会明确指明要搪瓷承压内胆。现在的电热水器厂家大都有搪瓷内胆技术，太阳能企业完全可以和他们合作，联合推广承压式太阳能。我们希望其他具有成熟的搪瓷承压内胆技术的企业合作，共同参与推广承压式太阳能在绿色节能建筑中的应用，推动产业快速升级。这样对企业本身来说，可以保证大型项目工程的顺利推进；对热水器企业来说，可以推动承压内胆的普及；对社会来说可以推广低碳节能建筑，形成较好的社会效应。

太阳能通过合作交流，优势互补，有利于整个行业参与国际市场竞争，让具有我国自主知识产权的太阳能技术走出国门，树立民族形象。这是也是我们共同的责任和使

搪瓷内胆的生产流程：

搪瓷承压水箱的生产实验需要极其精密的技术设备来完成，普通的设备满足不了搪瓷承压水箱这种新型环保产品的需求。搪瓷承压水箱所使用

的主要设备都是全新进口的高科技产品，全过程PLC程序控制、数控卷圆对角误差不超过 0.5mm技术确保了净蓝搪瓷内胆的承压能力；

同时，在圆周焊、直封焊上采用自动跟踪系统、美国林肯和日本OTC

焊接系统、管座采用定位焊接技术，这些诸多先进的技术促使了净蓝内胆焊接缝达到16万次的国标和25万次的澳洲标准；国内公司大多引进的德国自动喷搪和滚搪技术提供并满足了200L以上蓝金钢大容量内胆的生产条件；此外，在搪瓷烧接温度上采用西门子技术，始终将温度控制在-5℃~+5℃之间；整体发泡程序也采用了环保无氟意大利的领先技术。一系列国际先进的技术和设备造就了国产搪瓷内胆水箱一流的生产工艺水平，国产净蓝搪瓷承压水箱的搪瓷技术在这种工艺水平和先进理念的指导下顺利达到了欧洲标准，成为了名副其实的行业精品。

其生产流程：焊接工艺→前处理工艺→涂搪烧结工艺→发泡组装工艺焊接工艺：BTC340R钢板开平→圆周卷筒→直封焊接→内胆圆周焊接→夹层圆周焊接→封头圆周焊接→压力测试→打磨补焊。

要制造符合标准的热水器内胆，搪瓷内胆的设计是关键。选定钢板后，具有良好的适合于涂搪的焊接质量是确保产品质量的重要因素。

搪瓷内胆的焊缝设计和坯体的深加工精度是确保焊接质量的前提，有焊缝的产品要涂好搪瓷一直是搪瓷工艺中必须适应的重要因素。从某种意义上讲,焊接的质量，决定着产品涂搪瓷后的质量。因为焊接时造成的焊缝缺陷如内胆内壁焊缝区过烧，有较多较大的气孔、气泡、大型夹杂、裂缝、未焊合等严重缺陷，以及在焊缝和热影响区出现严重的魏氏组织，都会在搪瓷烧成后留下各种搪瓷缺陷，它不仅影响产品的防腐蚀性能，严重的焊接缺陷会直接影响产品的安全性能。

对产品的焊缝的要求是：焊缝结构精确、内壁各部位造型合理，适合涂搪瓷的工艺要求，涂搪瓷面焊缝区经搪瓷烧成后，组织基本正常。随着科学技术的飞速发展，很多先进的焊接技术和加工工艺把传统的以毫米计的焊缝宽度大为缩小，使焊缝区的热影响程度明显减轻，使产品坯体焊缝质量更适合目前各种涂搪瓷工艺的要求。

前处理工艺：喷砂处理或温水洗→酸洗→中水洗→烘干处理。

为了实现搪瓷防腐的目的，瓷层必须紧密，没有空洞，并与其底层的钢材有着很强的密着性。为此，必须对钢材进行清洁和预处理。

预处理方法有二种：化学法和物理法。

选择物理法的厂商大多采用喷砂工艺。喷砂不仅可以清理表面，而且还可使表面变粗糙，有利于增加瓷层和钢材表面的密着性，选择喷砂法所需要考虑的因素有表面污斑，表面粗糙度，以及经济性。

化学清洗通常采用酸性法，对于钢材通常用硫酸清洗，对于铝这样的双性金属，通常采用碱性溶液（如NaOH）清洗，清洗后，钢材必须要用水清除残留的酸洗液。

仪器测量搪瓷的厚度。厚度的测量应取十个以上的数据的平均值，测量数据应包括内胆和胆盖。如不符合规定，则评为不合格。

2 密着性

这是衡量搪瓷质量的一个很重要的指标。在进行破坏性试验的情况下，要求不能有金属表面暴露出来，既必须仍有搪瓷覆盖在金属表面上。好的搪瓷工艺的密着性强度可达100N/mm2, 常用的检验方法是锤击法

（EN10209）。

3 抗冲击性：对搪瓷试件施加10N冲击力，试件表面搪瓷损坏的面积不超过f1.5mm(DIN51155)。

4 抗热急变

抗热急变的试验方法是将搪瓷重复5次，从200℃ 降止15℃，然后观察其表面是否有肉眼可见的损坏。试验必需用3块面积在100cm2以上的试件。

5 压力试验

热水器中冲满热水后，加压，压力至少为1.3xP 的压力（P为操作压力）。从0 到 P增压，不应少于15秒，从P 到测试压力，不超过5秒，测试压力至少维持15分种。整个过程重复两次。如果热水器能承受12巴压力，评为合格。

6 可接受的搪瓷缺陷总面积

隐性缺陷：只允许在边缘和焊缝处存在，而且隐性缺陷的部位与边缘和焊缝的距离不得大于2mm，每平方米搪瓷表面隐性缺陷的总面积不得大于20平方厘米。

缺陷：每平方米搪瓷表面缺陷的总面积不得大于7平方厘米。

7化学性能

7．1 耐沸水

根椐DIN-ISO2744，试验方法如下：

去离子水：导电率1ms/m

水温：微沸

试样：3片，瓷层厚度>0.25mm，钢片厚度<2mm

试验时间：6周

步骤：

星期1-5：每天换水一次

星期6-7：不换水

三周后：取出试样，清洁，干燥，称重。

重复以上三周过程一次。

试验结束后，搪瓷的质量损失不能大于3.5g/m2

7．2 耐冷酸

用柠檬酸水溶液（ISO2722）或盐酸(DIN4753)水溶液，滴在搪瓷试样上，室温1小时后，检查表面腐蚀情况, 根据分级标准给与评级。通常搪瓷能达到A 级（良好）--AA级（优）。

7．3 生理无害性

由于水可以饮用，因此，搪瓷不能含对人体有害的物质。各国的饮用水有不同的标准，对从搪瓷析出到水中的有害物质如铅、镉、砷、锑等都有一定的要求。

12．质量控制---标准保护电流

虽然搪瓷可以防护腐蚀，但是不可避免的是搪瓷总还是存在某些不连续处，或者缺陷。为了提高热水器的寿命，50年代在美国已采用用镁阳极来保护热水器。这项技术今已成熟，因此热水器制造商常用标准保护电流来评价自己产品的质量。

8、试验方法及评价

试验镁阳极棒直径为20-33mm。镁阳极棒采用绝缘安装。试验时，外接1.5V电源。将正电压加到镁阳极棒上，内胆带负电。2分钟后，测量线路中的电流和压降，并用下列

公式计算保护电流（mA/m2）的数值：

IM U0 ms

iN= .

AK UM.f(G).f(K) mR

式中： IM所测电流

f(G) 、f(K)校正系数

U0基准电压，1.5V

UM所测电压

ms标准阳极重量，（200g/m2）

mR测试阳极重量

在有关标准中，已对标保准保护电流的最大数值作了规定：

单层搪瓷双层搪瓷

最大保护电流 22.5mA/m2 15.5mA/m2

9 注意事项：

由于试验外加了一个电压源，因此测量是在阴极被充分保护的范围内进行的。此试验所得到的保护电流只是一个相对值，不是反映了实际的搪瓷缺陷和隐性缺陷的大小。因此，不能用计算的保护电流来代替实际的保护电流，当然，也不能否认，标准保护电流与实际搪瓷缺陷和隐性缺陷的相关性。目前，许多热水器制造商已用此法来检测搪瓷工艺的质量和稳定性。通常采用抽检的方法，如一班抽查一个，一百只内胆抽查一个。