







一台平行流冷凝器(汽车空调中常见的换热部件)使用中发生泄漏,系统压力异常,工质流失。拆检发现,几根铝合金扁管上分布多个细小泄漏点,往冷凝器里加压检测时,泄漏点会随气压增大而"越查越多"。
这台冷凝器的扁管材质是常规 1100 铝合金,材料是通用牌号、工艺也成熟,为什么会在应用期间出现腐蚀泄漏?用常规思路排查(查材料、查组织)几乎查不出问题,失效原因一度毫无头绪。
实验室收到 3 件失效样和 1 件未使用样。分析思路是:先定位泄漏点,再排查"材料有没有问题、组织有没有问题",最后回答"到底是谁腐蚀了扁管"。
第一步:泄漏检查 把冷凝器出口端堵住,从进口端充入压缩气体,通过观察气体溢出来定位泄漏点。 NG1出现两处明显泄漏点。 失效样泄露位置观察与定位 NG2也有明显泄漏点,且随充气压力增大,泄漏点数量明显增多。这个现象说明,泄漏孔并未一直"敞口",而是被某种东西堵住了,气压一大,堵得不牢的地方就被顶开,新的漏点才显露出来。 失效样泄露位置观察与定位 NG3未见明显漏点,可能是气压不足,或泄漏孔被填充物堵得严实。 结论:存在多个穿透性泄漏点,且泄漏孔处伴有堵塞物。 第二步:表面观察 用体视显微镜观察NG1,按三个部位拆开看腐蚀形貌:扁管外表面 → 端头管切口与扁管口 → 扁管内部通道。 扁管外表面:两个泄漏点 A、B 周围都能看到明显孔洞,孔洞四周密布凹坑,并覆盖一层透明晶体状沉积物。这种腐蚀在扁管外表面普遍存在,但分布不均匀。 失效样NG1#表面形貌低倍图 端头管切口与扁管口:四端头管(顶部进口端、底部出口端、底部进口端、顶部出口端)里,没有与扁管焊接的一侧没有明显腐蚀和点蚀;与扁管焊接的一侧则在扁管口及附近能看到透明晶体状覆盖物。底部本该容易沉积的部位反而沉积物较少。扁管口位置的腐蚀产物呈"由管内向外喷出"的火山口状形貌。 失效样NG1#中进口端内表面外观图 扁管内部通道:进口端第 32 扁管内部未见明显腐蚀物,通道基本是光亮的原始金属表面。第 5 扁管的腐蚀物呈极端分布:同一根扁管里,一侧的若干通道内堆满腐蚀产物,另一侧的若干通道内几乎没有腐蚀物。超声清洗后,被腐蚀物聚集的通道内壁由原本光亮金属变为粗糙状态,表面布满大量微观点蚀坑和少量明显腐蚀坑。 失效样NG1#表面形貌低倍图 结论:腐蚀类型是点蚀;扁管外表面普遍存在但不均匀;扁管内腐蚀分布极不均匀,部分扁管、通道完全没有腐蚀物;各端头管内一侧未见明显腐蚀。 第三步:表面分析 用扫描电镜配合能谱分析(SEM+EDS),对 NG1泄漏点 A、泄漏点 B、泄漏点 B 背面抛磨后的腐蚀区,以及同一扁管内保持光亮的对照区域做微观形貌和元素分析。 在泄漏点孔洞周围,能谱检出了钙(Ca)、钾(K)、钠(Na)等外来元素;以及氯(Cl)、硫(S)元素异常富集,其中 Cl 含量最高达 12%。 失效样NG1#泄露A及附近表面能谱图 对泄漏点背面腐蚀区域分析,Cl 含量高达 24%。 失效样NG1#泄露B及附近表面能谱图 作为对照,同一扁管内保持光亮、未被腐蚀的一侧,能谱几乎没有检出 Cl、S。 失效样NG1#泄露B背面未腐蚀能谱图 结论:有腐蚀的地方就有 Cl、S,没腐蚀的地方就没有 Cl、S。这组对照说明 Cl、S 属于外来污染物,与点蚀的发生直接相关。 第四步:成分分析 看到 Cl、S 这种外来元素,第一反应是怀疑"材料本身有没有问题"。取 NG1的扁管、打磨掉表面焊接散热薄片后做成分分析,与 GB/T 3190-2020 中 1100 牌号的成分限值逐项比对。 锰、铜、锌、硅、铁等主要及杂质元素全部落在限值范围内,铝为余量。 结论:扁管化学成分完全合格,"材质不达标"排除。 第五步:金相分析 泄漏点区域的显微组织未见明显异常,但金相同时确认以下现象。 泄漏点已经完全贯穿内外表面,孔附近分布着透明状腐蚀物;外表面是水平型点蚀坑,内表面是皮下型点蚀坑,部分局部腐蚀还带有沿晶扩展的特征。 失效样NG1#泄露点A显微组织图 结论:材料组织本身没问题,点蚀确实客观存在。 失效原因 冷凝器泄漏失效是由于铝扁管形成了穿透性的疏松点腐蚀坑。 外来Cl、S元素污染扁管外表面是冷凝器形成点腐蚀穿孔泄露失效的根本原因。





