具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

本公开实施例提供的防腐处理方法可适用于不同领域中针对金属件的防腐处理。由于换热管在工作过程中，换热管内壁长时间与换热溶液接触，被腐蚀的几率较大，且换热溶液温度越高，腐蚀速度越快，因此，本申请以对换热管的内壁进行防腐处理为例对防腐处理方法的步骤进行说明，为延长换热管的使用年限，还可以利用本申请提供的方法对换热管的外壁进行防腐处理，外壁防腐处理不进行封闭或选择耐高温的封闭剂。

图1是本公开实施例提供的一个用于换热管防腐处理的方法的示意图，如图所示，该方法包括如下步骤：

S101，对换热管进行预处理。

为提高对换热管防腐处理的有效性，在对换热管进行防腐处理前，先对换热管表面进行预处理，以使换热管的表面清洁干净无杂质。

在一些实施例中，预处理包括：除油处理和酸洗处理。

在一些实施例中，除油处理包括：确定除油时间；根据所述除油时间向换热管内壁注入除油剂；导出除油剂并注入去离子水进行水洗，以清理换热管内壁残留的除油剂。

在一些实施例中，除油时间可以设置为1～30min。可选的，除油时间为1min、5min、10min、15min、20min、25min或30min。其中，除油时间根据换热管内壁油污情况、除油剂的种类和浓度确定。换热管内壁油污情况越严重除油时间越长。在除油剂种类确定时，浓度越大则除油时间越短。

在一些实施例中，除油剂温度范围为30～80℃，可选的，除油剂温度为30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃。其中，除油剂温度根据除油剂的种类和浓度确定，以提高除油效果。

在不同的实施例中，向换热管内壁注入除油剂的方式有多种。可选的，注入除油剂的方式包括：通过动力装置泵入、通过重力导入和整机浸泡。

在一些实施例中，用于对换热管外壁进行防腐处理，可直接选用整机浸泡方式。

在一些实施例中，用于对换热管内壁进行防腐处理，选用通过动力装置泵入或通过动力重力导入方式。通过动力装置泵入或通过重力导入除油剂的方式可以保证除油剂充分接触换热管内壁，提高除油速率，较整机浸泡的方式减小除油剂的用量。

在一些实施例中，通过动力装置泵入或通过重力导入方式注入除油剂时，除油剂的流速为0.2～2m/s。可选的，除油剂的流速为0.2m/s、0.5m/s、1m/s、1.5m/s或2m/s。其中，除油剂的流速根据除油剂的种类和浓度确定。在除油剂种类确定时，浓度越大则流速越小，以避免除油剂流速过大时造成冲刷腐蚀。

在一些实施例中，为提高除油处理的效率，在除油过程中流速是动态变化的，随着除油过程的进行除油剂的流速逐渐减小。随着除油过程的进行，换热管内壁油污减少，则逐渐减小流速避免流速过大时造成冲刷腐蚀。

在一具体实施例中，除油剂为碱液除油剂，除油剂成分包括：碳酸钠10～20g/L、磷酸三钠10～20g/L、硅酸钠10～20g/L和OP乳化剂2～3g/L，除油剂温度为70℃。注入除油剂的方式可选择泵入或者导入方式，流速控制在小于或等于2m/s，除油时间控制在1～30min，具体根据换热管内壁油污情况调整。

在一些实施例中，酸洗处理包括：确定酸洗时间；根据酸洗时间向换热管内壁注入酸洗剂；导出酸洗剂并注入去离子水进行水洗，以清理换热管内壁残留的酸洗剂。酸洗处理旨在去除换热管内壁的氧化皮和腐蚀产物，使换热管内壁处于活化状态，有助于后续电镀过程中镀层与换热管的有良好的附着力。

在不同的实施例中，向换热管内壁注入酸洗剂的方式有多种。可选的，注入酸洗剂的方式包括：通过动力装置泵入、通过重力导入和整机浸泡。

在一些实施例中，用于对换热管外壁进行防腐处理可直接选用整机浸泡方式。

在一些实施例中，通过动力装置泵入或通过重力导入方式注入酸洗剂时，酸洗剂的流速为0.2～2m/s。可选的，酸洗剂的流速为0.2m/s、0.5m/s、1m/s、1.5m/s或2m/s。其中，酸洗剂的流速根据酸洗剂的种类和浓度确定。在酸洗剂种类确定时，浓度越大则流速越小，以避免酸洗剂流速过大时造成冲刷腐蚀。

在一些实施例中，酸洗时间根据酸洗剂种类和酸洗剂浓度确定，并根据换热管内壁除油后附着物情况调整。在酸洗剂种类确定时，浓度越大则酸洗时间越短。在一些实施例中，酸洗时间可以设置为1～10min。可选的，酸洗时间为1min、2min、4min、6min、8min或10min。

在一些实施例中，酸洗剂温度范围为20～70℃，可选的，酸洗剂温度为20℃、25℃、30℃、45℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃或70℃。其中，酸洗剂温度根据酸洗剂的种类和浓度确定，以提高酸洗效果。

在一具体实施例中，酸洗剂为酸性溶液，该酸性溶液的成分包括：盐酸170mL/L、硫酸80mL/L、六次甲基四胺3g/L和氯化钠100g/L，酸洗剂温度为60℃。注入酸洗剂的方式可选择泵入或者导入方式，流速控制在小于或等于2m/s，酸洗时间控制在1～10min，酸洗时间具体根据换热管内壁除油后附着物情况调整。

在一些实施例中，根据酸洗时间向换热管内壁注入酸洗剂，包括：根据酸洗时间、第一酸洗剂和第二酸洗剂的成分确定第一酸洗时间和第二酸洗时间；根据第一酸洗时间向换热管内壁注入第一酸洗剂；根据第二酸洗时间向换热管内壁注入第二酸洗剂。其中，第一酸洗剂为还原性酸溶液，第二酸洗剂为氧化性酸溶液。

在一些实施例中，在根据第二酸洗时间向换热管内壁注入第二酸洗剂之前，还包括：导出第一酸洗剂并注入去离子水进行水洗，以清理换热管内壁残留的第一酸洗剂，提高酸洗效率。

S102，向换热管内壁注入第一镀液，并通过电镀处理形成电镀层。

在一些实施例中，电镀处理包括：确定电镀时长和设定电流；以换热管为阴极、镍丝为阳极，并根据设定电流和电镀时长对换热管进行电镀。

在一些实施例中，第一镀液为酸性镍盐溶液。

在一些实施例中，酸性镍盐溶液的成分包括：六水氯化镍240g/L和30％浓度盐酸320mL/L。

在一些实施例中，电镀时长为3～5s。可选的，电镀时长为3s、3.5s、4s、4.5s或5s。电镀旨在为后续化学镀做预镀操作，形成一层极薄的镍层，后续通过化学镀自催化作用实现镍磷镀层的生长，因此电镀时长不宜过长。

在一具体实施例中，酸性镍盐溶液的成分包括：六水氯化镍240g/L和30％浓度盐酸320mL/L，设定电流为1～10A/dm²，电镀时长控制在3～5s，具体根据换热管的防腐要求确定。

在一些实施例中，在电镀处理形成电镀层之后，还包括：导出第一镀液并注入去离子水进行水洗，以将换热管内壁残留的第一镀液清洗干净。

S103，通过循环泵向换热管内注入第二镀液，基于电镀层进行化学镀处理形成防腐镀层。

在一些实施例中，化学镀处理包括：确定化学镀时长和循环泵流速；根据化学镀时长和循环泵流速控制循环泵工作。

在一些实施例中，化学镀时长为30～60min。可选的，化学镀时长为30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min。由于化学镀的时间较长，通过循环泵持续向换热管内注入第二镀液，可以控制在进行化学镀处理过程中第二镀液的温度相对稳定。

在一些实施例中，循环泵流速为1～100mm/s。可选的，循环泵流速为10mm/s、20mm/s、30mm/s、40mm/s、50mm/s、60mm/s、70mm/s、80mm/s、90mm/s或100mm/s。其中，循环泵流速根据第二镀液的种类和浓度确定。在第二镀液种类确定时，浓度越小则循环泵流速越小，以保证镀液有效附着在换热管内壁上，在有限的时长内镍磷镀层的生长速度满足防腐需求，在化学镀结束时防腐镀层达到理想的厚度。在第二镀液种类确定时，浓度越大附着能力越强，则与较小浓度的溶液相比对于循环泵流速可接受范围越大。

在一些实施例中，第二镀液温度范围为80～95℃。可选的，第二镀液温度为80℃、85℃、90℃或95℃。

在一些实施例中，第二镀液包括：镍盐、磷酸二氢盐、柠檬酸盐、钼酸盐和醋酸盐。在一些实施例中，第二镀液还包括其他化学镀液中所常用的成分。

在一些实施例中，化学镀处理包括：确定化学镀时长、循环泵流速和摆动周期；根据化学镀时长和循环泵流速控制循环泵工作，并根据摆动周期调节换热管的位置。

图2a、2b和2c是本公开实施例提供的换热器在不同摆放位置的示意图，如图所示，换热管为蛇形管。

在化学镀处理过程中，随着镀层生长会有氢气生成，如换热器的位置保持不变，氢气会在换热管弯折处聚集而抑制镀层的生长，因此需要调整换热器的位置以避免氢气聚集。由于在化学镀过程中需要循环泵在持续向换热管内注入第二镀液，因此，不宜持续或频繁改变换热器的位置，而是根据设定的摆动周期调节换热管的位置。可选的，摆动周期为1～5min。可选的，摆动周期为1min、2min、3min、4min或5min。

在一些实施例中，根据摆动周期调节换热管的位置，包括：确定两个或两个以上的设置角度；在相邻摆动周期内控制换热管维持不同的设置角度。

可选的，选定三个摆动角度或四个摆动角度。

在一些实施例中，选定四个摆动角度时，以某一点为原点，摆动角度依次为45°、135°、225°和315°，且每换一次摆动角度后维持稳定状态的时间为设定的摆动周期。

在一些实施例中，选定三个摆动角度时，以某一点为原点，第一摆动角度为5°～30°，第二摆动角度为95°～120°，第三摆动角度为330°～355°。从三个设定的角度范围内选取一个角度，在不同的摆动周期内，控制换热器维持以三个角度中的某一角度摆放，且相邻周期内的角度不同。

在一具体实施例中，如图2a所示，第一摆动角度为5°、如图2b所示，第二摆动角度为95°、如图2c所示，第三摆动角度为355°，摆动周期内为2min，在防腐处理过程中，沿顺时针转动至第一摆动角度5°，并以第一摆动角度维持2min，之后沿顺时针转动至第二摆动角度95°，并以第二摆动角度维持2min，再沿顺时针转动至第三摆动角度355°，并以第三摆动角度维持2min，以此循环，每间隔2min后轮换以第一摆动角度、第二摆动角度和第三摆动角度调整换热器位置。

在一些实施例中，在基于电镀层进行化学镀处理形成防腐镀层之后，还包括：导出第二镀液并注入去离子水进行水洗，以将换热管内壁残留的第二镀液清洗干净。

在一些实施例中，在水洗之后还包括：对换热管进行风干处理。

在一些实施例中，风干处理包括：确定风干温度；根据风干温度向换热管内鼓风，以提升干燥速率。

S104，向换热管内注入封闭液，通过风干固化处理形成封闭层。

在一些实施例中，封闭液包括：水性树脂、硅烷偶联剂和表面活性剂。

在一具体实施例中，封闭液为水性封闭液，该水性封闭液的成分包括：聚氨酯树脂4～8g/L、表面活性剂2～4g/L和硅烷偶联剂0.5～2g/L，其中，表面活性剂为表面活性剂OP-5。

本公开实施例提供的用于换热管防腐处理的方法能够在换热管内壁的表面形成防腐镀层和封闭层，采用防腐镀层和封闭层结合的方式提高了换热管的防腐功效，可以有效延长换热管的使用寿命，以保证换热管的寿命不低于换热器的报废年限。

本公开实施例还公开了一种换热器，包括换热管，换热管内壁表面包括根据上述实施例提供的方法形成的防腐镀层和封闭层。

在一些实施例中，防腐镀层的厚度大于封闭层的厚度。

在一些实施例中，防腐镀层的厚度为5～10μm；封闭层的厚度为1～3μm。封闭层能够显著提升镀层耐蚀性，且厚度较小不会影响换热管的换热速率。

本公开实施例还公开了一种换热器，热水器包括上述的换热器。

图3是本公开实施例提供的一个换热管的截面示意图，该换热管根据上述实施例提供的方法进行防腐处理。如图所示，换热管包括：换热管基材1、防腐镀层2和封闭层3。在本公开实施例中，防腐镀层2为镍磷镀层。

防腐镀层2和封闭层3组合的结构能够为换热管实施多重防腐保护，从而实现延长换热管的服役寿命。防腐镀层2在换热管基材1内侧，对腐蚀介质(如：换热管中的换热溶液)具有阻隔作用，抑制腐蚀介质与换热管基材1接触。同时，在换热管接触的腐蚀介质中，防腐镀层2的开路电位比换热管基材1更低，相对于换热管基材1具有牺牲阳极作用，即使腐蚀介质透过防腐镀层2与换热管基材1接触，也能够通过加速防腐镀层2自身腐蚀为换热管基材1提供电子，保护换热管基材1不被腐蚀。

采用上述实施例提供的方法形成的防腐镀层2为非晶态结构，不存在晶界和晶粒，可以避免在微观上形成电偶，在常温中性溶液中耐蚀性较好，但防腐镀层2在高温的换热溶液腐蚀率快速增加。

进一步的，在防腐镀层2内侧还有封闭层3，封闭层3直接与腐蚀介质接触。由于防腐镀层2不可避免具有一定的孔隙，少量腐蚀介质可以透过孔隙与换热管基材1接触，封闭层3能够对这些孔隙封闭，提升了防腐镀层2对腐蚀介质的阻隔作用，抑制腐蚀介质与防腐镀层2接触，对防腐镀层2起腐蚀防护作用，相对于换热管基材1增加了一层保护层，有利于延长换热管寿命。

在一具体实施例中，采用现有技术及上述实施例提供的用于换热管防腐处理的方法制备了两种换热管样品，第一种换热管结构包括：基材和镍磷镀层，第二种换热管结构包括：基材、镍磷镀层和封闭层。基于上述两种换热管样品和未进行防腐处理的换热管进行试验以对比防腐性能。

其中，在根据上述实施例提供的方法制备第二种换热管结构对应的换热管样品时，过程如下：

首先，进行除油，除油剂成分包括：碳酸钠15g/L、磷酸三钠15g/L、硅酸钠15g/L和OP乳化剂2g/L，以除油剂温度70℃和除油剂流速1m/s进行除油处理，除油时间为5min。除油结束后导出除油剂并以1m/s通入去离子水进行清洗。

然后，进行酸洗，酸洗剂成分包括：盐酸170mL/L、硫酸80mL/L、六次甲基四胺3g/L和氯化钠100g/L，以低于室温的酸洗剂温度和酸洗剂流速0.5m/s进行酸洗处理，酸洗时间为2min。除油结束后导出酸洗剂并以1m/s通入去离子水进行清洗。

最后，进行防腐镀层和封闭层处理。进行防腐镀层处理过程中，第一镀液成分包括：六水氯化镍240g/L和30％浓度盐酸320mL/L，设定电流为5A/dm²，化学镀时长为3s。电镀处理完成后，将多余预镀液流出，以1m/s通入去离子水进行清洗。第二镀液成分包括：硫酸镍50g/L、磷酸二氢钠25g/L、柠檬酸钠40g/L、硫酸铜0.6g/L、醋酸钠35g/L和钼酸钾3mg/L，第二镀液温度为90℃，循环泵流速为5mm/s，化学镀时长为60min。化学镀处理完成后，以1m/s通入去离子水进行清洗并进行吹风干燥。封闭层处理过程中，封闭液的成分包括：聚氨酯树脂5g/L、表面活性剂3g/L和硅烷偶联剂1g/L，其中，表面活性剂为表面活性剂OP-5。封闭处理完成后，将多余封闭液导出并进行24h自然干燥。

在进行试验过程中，选择铜换热管服役寿命在1年以内的典型地区的水质作为腐蚀试验介质，通过电化学试验对比上述的三种样品的耐腐蚀性能。如图4a所示为20℃下开路电位测试的结果，如图4b所示为80℃下开路电位测试的结果，根据图4a和图4b可以确定镍磷镀层对铜换热管具有牺牲阳极作用。

如图5a所示为20℃下对上述第一种换热管结构和第二种换热管结构极化曲线测试和拟合的结果，如图5b所示为80℃下对上述第一种换热管结构和第二种换热管结构极化曲线测试和拟合的结果，由图5a和5b可以确定腐蚀电流，进而可以根据腐蚀电流计算镀层的服役寿命。如下表1所示为综合图5a和图5b所示拟合结果，按照每天服役2h，第一种换热管结构防腐镀层厚度为10μm，以及第二种换热管结构镍磷镀层厚度为10μm计算得出的数据。可以看出，根据本公开实施例进行防腐处理后的换热管结构能够保证防腐寿命在8年及以上，实现了换热管的长效防腐，可以有效延长换热管的使用寿命，以保证换热管的寿命不低于换热器的报废年限。

表1

其中，镍磷镀层+封闭层1和镍磷镀层+封闭层2对应的样品为根据本申请用于换热管防腐处理的方法进行防腐处理后的样品；镍磷镀层1和镍磷镀层2为采用现有技术中公开的电镀方法进行防腐处理后的样品，或者根据本公开用于换热管防腐处理的方法中的电镀处理过程进行防腐处理后的样品。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。