WO2003100337A2 - Dispositif de protection d'un echangeur de chaleur contre la corrosion - Google Patents

Dispositif de protection d'un echangeur de chaleur contre la corrosion Download PDF

Info

Publication number
WO2003100337A2
WO2003100337A2 PCT/FR2003/001632 FR0301632W WO03100337A2 WO 2003100337 A2 WO2003100337 A2 WO 2003100337A2 FR 0301632 W FR0301632 W FR 0301632W WO 03100337 A2 WO03100337 A2 WO 03100337A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat exchanger
reserve
sacrificial
elements
contained
Prior art date
Application number
PCT/FR2003/001632
Other languages
English (en)
Other versions
WO2003100337A3 (fr
Inventor
Alain Godefroy
Daniel Frasca
Original Assignee
Valeo Thermique Moteur
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Thermique Moteur filed Critical Valeo Thermique Moteur
Priority to AU2003249426A priority Critical patent/AU2003249426A1/en
Priority to JP2004507751A priority patent/JP2005527776A/ja
Publication of WO2003100337A2 publication Critical patent/WO2003100337A2/fr
Publication of WO2003100337A3 publication Critical patent/WO2003100337A3/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/084—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
    • F28F19/06—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings of metal

Definitions

  • the invention relates to the field of heat exchangers, in particular for motor vehicles.
  • It relates more particularly to a device for protecting the aluminum walls of a heat exchanger against corrosion by an aggressive medium to which these walls are exposed.
  • walls is meant here to cover various circulation channels which include, without limitation, the tubes and manifolds of the exchanger, as well as its connection pipes.
  • aluminum is intended to cover both aluminum as such and various alloys thereof.
  • Such heat exchangers usually consist of a bundle of tubes connected to one or more manifolds defining a volume intended to be traversed by a heat transfer fluid, most often a liquid, which can be or become corrosive.
  • heat exchangers used in motor vehicles.
  • These heat exchangers include, without limitation, the engine cooling radiators, the radiators or air heaters intended for heating the passenger compartment and, so more generally, any heat exchanger in which circulates a liquid which can be or become corrosive.
  • Such protection is made possible by modifying the electrochemical potential of the protective strip below the electrochemical potential of aluminum, so as to confer cathodic protection. This is generally done by adding zinc or zinc-aluminum or magnesium-aluminum alloys or zinc-aluminum-magnesium which lower (i.e. make them more electronegative) by about 30 to 200 milli- volts the potential of the aluminum alloy protective strip.
  • This known solution requires co-lamination, which complicates the manufacturing processes and increases the thickness of the walls of the tubes.
  • this solution requires compatibility between the material of the protective strip and that of the brazing alloy.
  • Another known solution consists in depositing zinc by hot spraying directly on the aluminum strip, which will then be shaped to produce a tube.
  • Another known solution applicable to non-brazed exchangers, consists in co-extruding the aluminum to form channels having an internal alloy which will corrode preferentially.
  • the lowering of the potential of this layer particularly increases its speed of dissolution, as soon as it contains cracks, scrapes or other damage allowing the corrosive liquid to come into direct contact.
  • the object of the invention is in particular to overcome the above drawbacks by proposing an effective device for protecting the aluminum walls of a heat exchanger against corrosion by an aggressive medium.
  • the invention provides for this purpose a protection device of the type defined above, which comprises at least one renewable sacrificial reserve formed of elements capable of lowering at least locally the electrochemical potential of the aluminum of the walls of the heat exchanger.
  • This reserve is preferably entirely immersed in the aggressive medium, so that the entire reserve can be consumed.
  • these elements can include zinc and / or magnesium.
  • the sacrificial reserve is contained in the heat exchanger.
  • This heat exchanger can be constituted, for example, by a radiator for cooling a motor vehicle engine.
  • the sacrificial reserve is contained in a fluid circuit which includes the heat exchanger. It may be, for example, the cooling circuit of a motor vehicle engine.
  • This renewable sacrificial reserve is intended to provide a supply of elements, for example zinc and / or magnesium, in an amount much greater than the theoretical quantity necessary for protection, so that these elements are sacrificed, that is to say - say gradually disappear.
  • the elements in question advantageously include zinc and / or magnesium.
  • it may especially be zinc alloys, magnesium alloys or even zinc and magnesium alloys.
  • the sacrificial reserve can be present in different forms.
  • It can also be in the form of continuous elements, in particular in the form of plates or inserts, having a thickness of 0.1 to 30 mm.
  • the elements of the sacrificial reserve are advantageously contained in a receptacle permeable to the aggressive medium.
  • a receptacle a sachet or a cartridge, in particular made of stainless steel and / or plastic, is envisaged in particular, having passage openings for the aggressive medium.
  • the elements of the sacrificial reserve are contained in a housing of the heat exchanger, which is exposed to the aggressive medium.
  • the elements of the sacrificial reserve are contained in a paint applied against an internal wall of the heat exchanger.
  • a paint will advantageously contain more than 80% by weight of dry extracts of the elements, in particular zinc and / or magnesium.
  • the sacrificial reserve is placed at a selected location on the heat exchanger. It can be contained in a tank, in particular in a manifold, of the heat exchanger. It can also be contained in a pipe of one heat exchanger.
  • the sacrificial reserve is contained in a fluid circuit which includes the heat exchanger.
  • the device of the invention offers various advantages over the solutions known from the prior art.
  • Another advantage is linked to the fact that the more aggressive the medium, in particular at an acid or alkaline pH, the more the sacrificial reserve will corrode and bring ions of the elements, for example zinc and / or magnesium, to the aluminum surface, where it needs to be protected.
  • the presence of the sacrificial reserve means that the latter corrodes in the first place by bringing ions of the elements, for example zinc and / or magnesium, to the surface of the aluminum wall, where it needs to be protected.
  • Another advantage of the invention is that all the ions which form micro-cathodes on aluminum, therefore which accelerate its corrosion rate, in particular in the form of pitting, will be trapped by the sacrificial reserve, since the latter has a much more electronegative potential than the alloys described above, used as a protective strip on aluminum tubes.
  • the ions which form micro-cathodes are, without limitation, iron, copper, tin, silver, etc.
  • the invention in another aspect, relates to a heat exchanger comprising a protection device as defined above. It also relates to a fluid circuit comprising a heat exchanger and a protection device as defined above.
  • FIG. 1 shows a header box of heat exchanger provided with a tube in which is placed a protection device according to the invention
  • FIG. 2 shows a part of a heat exchanger header box comprising a device according to the invention produced in the form of an insert or a cartridge;
  • FIG. 3 is a sectional view of a heat exchanger manifold in which is placed an insert or a protective cartridge;
  • FIG. 4 is a sectional view of a heat exchanger manifold comprising a protection device according to the invention, produced in the form of a paint applied to the internal wall of the manifold.
  • FIG. 1 shows a manifold 10 of a heat exchanger, in particular of a motor vehicle, to which is connected a tube 12 intended for the entry or exit of a heat transfer liquid.
  • the manifold 10 can be part of a cooling radiator of a motor vehicle engine, which is traversed by the coolant of the motor.
  • This radiator is part of a fluid circuit, here a cooling circuit, which is traversed by the aforementioned cooling fluid.
  • a sacrificial reserve 14 is provided here inside the tubing 12, produced here in the form of a tubular insert applied against the internal wall of the tubing 12. Given its location, the he insert is completely bathed in coolant.
  • This insert is formed from a renewable sacrificial reserve made up of elements capable of at least locally lowering the electrochemical potential of the aluminum of the walls of the heat exchanger.
  • this insert can be formed from zinc and / or magnesium. It may in particular be a zinc alloy, a magnesium alloy or even an alloy of zinc and magnesium.
  • FIG. 2 shows a manifold 10 of elongated configuration, in which is placed another sacrificial reserve 16 according to the invention.
  • This reserve 16 can be produced in the form of an insert applied against the internal wall of the manifold, or even in the form of a cartridge filled with discrete elements, for example granules.
  • zinc and / or magnesium elements it is possible to use either a zinc and / or magnesium insert, or a cartridge filled with zinc and / or magnesium granules.
  • FIG. 3 shows another manifold 10, of generally U-shaped section, of a heat exchanger.
  • a sacrificial reserve 18 is made in the form of an insert or a cartridge containing discrete elements, in particular granules.
  • the insert may in particular be based on zinc and / or aluminum, and the cartridge in particular contain granules of zinc and / or aluminum.
  • FIG. 4 shows another manifold 10 of heat exchanger, also with a cross section in the general shape of U.
  • a paint 20 preferably containing more than 80% of dry extracts of sacrificial reserve elements, for example zinc and / or magnesium elements.
  • a cartridge as shown in Figures 2 and 3, it will be made of a stainless material, for example stainless steel and / or plastic, and will include passage openings for the aggressive medium.
  • the sacrificial reserve can be placed in any other location of the heat exchanger, for example in tanks, protrusions or other housings that can be defined by a heat exchanger.
  • the sacrificial reserve can be placed in a circuit comprising the heat exchanger.
  • Comparative tests were carried out on a test loop in which was inserted an aluminum alloy heat exchanger comprising thin-walled channels (in particular tubes). These comparative tests were carried out with and without the device of the invention.
  • a coolant circulated at a temperature of about 90 ° C, containing about 200 mg per liter (200 ppm) of chloride ions, 1 ppm of copper ions and enough ferrite ions so to lower the pH to around 3.
  • a protective device according to the invention was used in the form of granules of approximately 3 to 5 mm in length and 1.5 to 3 mm in width contained in a stainless steel bag having meshes of approximately 1 mm. opening.
  • This sachet has been placed in a suitable place of the heat exchanger, preferably in a manifold.
  • the test was carried out for 500 hours. At the end of this test time, no piercing of the heat exchanger was found. Inspection of the exchanger revealed attacks whose depth was less than one micrometer, and therefore not likely to compromise the proper functioning of the heat exchanger.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif pour protéger les parois en aluminium d'un échangeur de chaleur contre la corrosion par un milieu agressif auquel ses parois sont exposées. Le dispositif comprend au moins une réserve sacrificielle renouvelable (14) formée d'éléments, en particulier de zinc et/ou de magnésium, aptes à abaisser au moins localement le potentiel électrochimique de l'aluminium des parois de l'échangeur de chaleur. La réserve sacrificielle peut être contenue soit dans l'échangeur de chaleur soit dans un circuit de fluide comprenant l'échangeur de chaleur. Application en particulier aux échangeurs de chaleur de véhicules automobiles.

Description

Dispositif de protection d'un échangeur de chaleur contre la corrosion
L'invention se rapporte au domaine des echangeurs de chaleur, notamment pour les véhicules automobiles .
Elle concerne plus particulièrement un dispositif pour protéger les parois en aluminium d'un échangeur de chaleur contre la corrosion par un milieu agressif auquel ces parois sont exposées .
Par le terme "parois", on entend ici couvrir différents canaux de circulation qui incluent, de manière non limitative, les tubes et les boîtes collectrices de l'échangeur, ainsi que ses tubulures de raccordement.
Le terme "aluminium" entend couvrir aussi bien l'aluminium en tant que tel, que différents alliages de celui-ci.
De tels echangeurs de chaleur sont composés habituellement d'un faisceau de tubes raccordés à une ou plusieurs boîtes collectrices définissant un volume destiné à être parcouru par un fluide caloporteur, le plus souvent un liquide, qui peut être ou devenir corrosif.
Ces echangeurs sont parcourus habituellement par des liquides qui peuvent être acides, neutres ou basiques, c'est-à-dire dont le pH est généralement compris entre 2 et 10.
Ceci est le cas notamment des echangeurs de chaleur en alliage léger utilisés dans les véhicules automobiles. Ces echangeurs de chaleur comprennent, de manière non limitative, les radiateurs de refroidissement du moteur, les radiateurs ou aérothermes destinés au chauffage de l'habitacle et, de manière plus générale, tout échangeur de chaleur dans lequel circule un liquide qui peut être ou devenir corrosif.
Les conséquences d'une telle corrosion sont particulièrement dommageables lorsque les parois de l'échangeur . sont particulièrement fines, comme c'est le cas notamment pour certains tubes de l' échangeur.
Il en résulte alors des risques de fuites qui peuvent compromettre le fonctionnement du moteur du véhicule ou présenter un danger à l'égard des occupants du véhicule.
Différentes solutions ont déjà été proposées pour résoudre ce problème et protéger les parois, notamment les tubes, en aluminium contre la corrosion.
Jusqu'à présent, pour protéger les tubes en aluminium contre la corrosion, il faut co-laminer, sur une bande en aluminium, une bande de protection capable de protéger l'aluminium, puis former des tubes avant de les braser.
Ceci nécessite d'appliquer une autre couche d'un alliage adéquat, à savoir un alliage de brasure, sur l'autre face de la bande en aluminium, c'est-à-dire sur la face opposée à celle portant la bande de protection.
Une telle protection est rendue possible en modifiant le potentiel électrochimique de la bande de protection en deçà du potentiel électrochimique de l'aluminium, de manière à conférer une protection cathodique. Ceci s'effectue en général par des apports de zinc ou d'alliages zinc-aluminium ou magnésium- aluminium ou zinc-aluminium-magnésium qui abaissent (c'est-à- dire rendent plus électronégatifs) d'environ 30 à 200 milli- volts le potentiel de l'alliage d'aluminium de la bande de protection. Cette solution connue nécessite un co-laminage, ce qui complique les procédés de fabrication et augmente l'épaisseur des parois des tubes. De plus, cette solution exige une compatibilité entre la matière de la bande de protection et celle de l'alliage de brasure.
Une autre solution connue consiste à déposer du zinc par projection à chaud directement sur la bande d'aluminium, qui sera ensuite conformée pour réaliser un tube.
Une autre solution connue, applicable aux echangeurs non brasés, consiste à co-extruder l'aluminium pour former des canaux ayant un alliage intérieur qui se corrodera prëférentiellement .
On connaît encore une autre solution qui consiste à mettre une cartouche de produits à base de silicate, soit dans l'échangeur de chaleur lui-même, soit dans le circuit dont fait partie 1 ' échangeur . Cette cartouche peut ainsi être placée soit dans le radiateur de refroidissement du moteur, soit dans le circuit de refroidissement lui-même.
Toutes ces solutions connues présentent des inconvénients .
C'est le cas notamment des solutions dans lesquelles on applique un alliage, formant protection, sur les parois en aluminium. En effet, ces alliages qui se corrodent (par destination) ont très souvent une épaisseur choisie égale à 10% de celle de la paroi en aluminium. Or, dans le cas où la paroi en aluminium est fine, cet alliage ne représente pas une réserve de protection suffisante. Ceci est notamment le cas de milieux contenant de fortes quantités de chlorures (80 à 1000 ppm) , de cuivre (1 à 30 ppm) en milieu neutre ou, à plus forte raison, en milieu acide (pH 2 à 6,5), voire alcalin (pH 7,5 à 11) . Une réponse à ce problême est d'augmenter l'épaisseur de cet alliage sacrificiel jusqu'à 20 ou 30% de l'épaisseur de la paroi en aluminium. Cette solution se traduit par une augmentation de l'épaisseur globale de la paroi, sans garantir que cette épaisseur sera suffisante pour conférer la protection nécessaire.
Une autre réponse possible semble être de modifier la teneur en élément sacrificiel, mais là encore ceci n'est pas bien maîtrisé puisque les pourcentages, par exemple de zinc, varient de 0,8% à 5%, voire 15%. Avec de tels pourcentages, se posent des problèmes de diffusion du zinc dans le cas d' echangeurs brasés et également de recyclabilité de ces alliages.
De plus, l'abaissement du potentiel de cette couche augmente particulièrement sa vitesse de dissolution, dès qu'elle contient des fissures, des éraflures ou autres endommagements permettant au liquide corrosif d'entrer en contact direct.
Par ailleurs, dans le cas de cartouches à base de produits de silicate, qui sont des inhibiteurs de la corrosion d'aluminium, la protection n'est plus assurée dans les milieux acides car le silicate est instable et précipite sous forme de silice inerte.
L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients ci-dessus en proposant un dispositif efficace pour protéger les parois en aluminium d'un échangeur de chaleur contre la corrosion par un milieu agressif.
Elle vise en particulier à procurer un tel dispositif qui évite le recours à un alliage anticorrosion appliqué, par exemple co- laminé, sur les parois de tubes en aluminium.
Elle vise encore à procurer un tel dispositif de protection qui soit compatible avec tous types d' echangeurs de chaleur, qu'il s'agisse d' echangeurs de chaleur brasés, ou d' echangeurs de chaleur obtenus par assemblage mécanique.
L'invention propose à cet effet un dispositif de protection du type défini précédemment, lequel comprend au moins une réserve sacrificielle renouvelable formée d'éléments aptes à abaisser au moins localement le potentiel électrochimique de l'aluminium des parois de l'échangeur de chaleur.
Cette réserve est, de préférence, entièrement immergée dans le milieu agressif, en sorte que la totalité de la réserve peut être consommée .
A titre d'exemple, ces éléments peuvent comprendre du zinc et/ou du magnésium.
Dans une forme de réalisation, la réserve sacrificielle est contenue dans l'échangeur de chaleur. Cet échangeur de chaleur peut être constitué, par exemple, par un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile.
Dans une autre forme de réalisation, la réserve sacrificielle est contenue dans un circuit de fluide qui comprend l'échangeur de chaleur. Il peut s'agir, par exemple, du circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile.
Cette réserve sacrificielle renouvelable est destinée à fournir un apport en éléments, par exemple de zinc et/ou de magnésium, en une quantité bien supérieure à la quantité théorique nécessaire à la protection, en sorte que ces éléments soient sacrifiés, c'est-à-dire disparaissent progressivement.
Par le terme "renouvelable", on entend désigner ici une réserve apte à être rechargée en éléments sacrificiels.
Comme ces éléments sont présents en une quantité largement suffisante, la protection sera toujours assurée, sans risque d'épuisement des éléments constitutifs de la réserve.
Les éléments en question comprennent avantageusement du zinc et/ou du magnésium. Dans ce cas, il pourra s'agir notamment d'alliages de zinc, d'alliages de magnésium ou encore d'alliages de zinc et de magnésium.
La réserve sacrificielle peut être présente sous différentes formes .
Elle peut notamment être présente sous la forme d'éléments discrets, en particulier sous la forme d'une poudre, de granulés, de grenaille, etc.
Elle peut également se présenter sous la forme d'éléments continus, en particulier sous la forme de plaques ou d'inserts, ayant une épaisseur de 0,1 à 30 mm.
Les éléments de la réserve sacrificielle sont avantageusement contenus dans un réceptacle perméable au milieu agressif . Comme réceptacle, on envisage en particulier un sachet ou une cartouche, avantageusement en acier inoxydable et/ou en matière plastique, comportant des ouvertures de passage pour le milieu agressif.
Il est envisageable aussi que les éléments de la réserve sacrificielle soient contenus dans un logement de l'échangeur de chaleur, qui est exposé au milieu agressif.
Dans une autre forme de réalisation, les éléments de la réserve sacrificielle sont contenus dans une peinture appliquée contre une paroi interne de l'échangeur de chaleur. Une telle peinture contiendra avantageusement plus de 80% en poids d'extraits secs des éléments, en particulier de zinc et/ou de magnésium.
Selon un mode de réalisation, la réserve sacrificielle est placée en un endroit choisi de l'échangeur de chaleur. Elle peut être contenue dans un réservoir, en particulier dans une boîte collectrice, de l'échangeur de chaleur. Elle peut aussi être contenue dans une tubulure de 1 ' échangeur de chaleur .
Selon un autre mode de réalisation, la réserve sacrificielle est contenue dans un circuit de fluide qui comprend l'échangeur de chaleur.
Le dispositif de 1 ' invention offre différents avantages par rapport aux solutions connues de l' art antérieur .
L'un de ces avantages est de ne pas engendrer de problème quelconque lors de la fabrication d' echangeurs de chaleur nécessitant une opération de brasage et/ou d'assemblage mécanique .
Un autre avantage est lié au fait que, plus le milieu sera agressif, notamment lors d'un pH acide ou alcalin, plus la réserve sacrificielle se corrodera et apportera des ions des éléments, par exemple de zinc et/ou de magnésium, à la surface de l'aluminium, là où il faut la protéger.
Sans vouloir se lier à une théorie particulière, la présence de la réserve sacrificielle fait que cette dernière se corrode en premier lieu en apportant des ions des éléments, par exemple de zinc et/ou de magnésium, à la surface de la paroi en aluminium, là où il faut la protéger.
Un autre avantage de l'invention est que tous les ions qui forment des micro-cathodes sur l'aluminium, donc qui accélèrent sa vitesse de corrosion, notamment sous forme de piqûres, seront piégés par la réserve sacrificielle, car celle-ci possède un potentiel beaucoup plus électronégatif que les alliages décrits précédemment, utilisés comme bande de protection sur les tubes en aluminium. Les ions qui forment des micro-cathodes sont, de façon non limitative, le fer, le cuivre, l'étain, l'argent, etc.
Sous un autre aspect, l'invention concerne un échangeur de chaleur comprenant un dispositif de protection tel que défini ci-dessus . Elle concerne aussi un circuit de fluide comprenant un échangeur de chaleur et un dispositif de protection tel que défini ci-dessus.
Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels :
- la Figure 1 représente une boîte collectrice d' échangeur de chaleur munie d'une tubulure dans laquelle est placé un dispositif de protection selon l'invention ;
- la Figure 2 représente une partie d'une boîte collectrice d' échangeur de chaleur comportant un dispositif selon l'invention réalisé sous la forme d'un insert ou d'une cartouche ;
- la Figure 3 est une vue en coupe d'une boîte collectrice d'échangeur de chaleur dans laquelle est placé un insert ou une cartouche de protection ; et
- la Figure 4 est une vue en coupe d'une boîte collectrice d' échangeur de chaleur comportant un dispositif de protection selon l'invention, réalisé sous la forme d'une peinture appliquée sur la paroi interne de la boîte collectrice.
On se réfère d'abord à la Figure 1 qui montre une boîte collectrice 10 d'un échangeur de chaleur, en particulier de véhicule automobile, à laquelle se raccorde une tubulure 12 destinée à l'entrée ou la sortie d'un liquide caloporteur.
A titre d'exemple, la boîte collectrice 10 peut faire partie d'un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, qui est parcouru par le liquide de refroidissement du moteur. Ce radiateur fait partie d'un circuit de fluide, ici un circuit de refroidissement, qui est parcouru par le fluide de refroidissement précité.
Pour prévenir tout risque de corrosion, on prévoit, à l'intérieur de la tubulure 12, une réserve sacrificielle 14 réalisée ici sous la forme d'un insert tubulaire appliqué contre la paroi interne de la tubulure 12. Compte tenu de son emplacement, l' insert est complètement baigné par le fluide de refroidissement .
Cet insert est formé d'une réserve sacrificielle renouvelable constituée d'éléments aptes à abaisser au moins localement le potentiel électrochimique de l'aluminium des parois de l'échangeur de chaleur. A titre d'exemple, cet insert peut être formé de zinc et/ou de magnésium. Il peut s'agir en particulier d'un alliage de zinc, d'un alliage de magnésium ou encore d'un alliage de zinc et de magnésium.
On se réfère maintenant à la Figure 2 qui montre une boîte collectrice 10 de configuration allongée, dans laquelle est placée une autre réserve sacrificielle 16 selon l'invention. Cette réserve 16 peut être réalisée sous la forme d'un insert appliqué contre la paroi interne de la boîte collectrice, ou encore sous la forme d'une cartouche remplie d'éléments discrets, par exemple de granulés.
Dans le cas d'éléments de zinc et/ou de magnésium, on peut utiliser soit un insert en zinc et/ou magnésium, soit une cartouche remplie de granulés de zinc et/ou de magnésium.
On se réfère maintenant à la Figure 3 qui montre une autre boîte collectrice 10, à section en forme générale de U, d'un échangeur de chaleur. A l'intérieur de la boîte collectrice, est placée une réserve sacrificielle 18 selon l'invention. Dans l'exemple, cette réserve est réalisée sous la forme d'un insert ou d'une cartouche contenant des éléments discrets, en particulier des granulés . Comme dans le cas de la Figure 2 , l' insert peut être notamment à base de zinc et/ou d'aluminium, et la cartouche contenir notamment des granulés de zinc et/ou d'aluminium.
On se réfère maintenant à la Figure 4 qui montre une autre boîte collectrice 10 d'échangeur de chaleur, également à section en forme générale de U.
A l'intérieur de la paroi en U, est appliquée une peinture 20 contenant de préférence plus de 80% d'extraits secs d'éléments de réserve sacrificielle, par exemple d'éléments de zinc et/ou de magnésium.
Dans le cas d'une cartouche comme montrée aux Figures 2 et 3 , celle-ci sera réalisée en un matériau inoxydable, par exemple en acier inoxydable et/ou en matière plastique, et comportera des ouvertures de passage pour le milieu agressif.
Il doit être entendu qu'au lieu d'utiliser une cartouche, on peut utiliser toute autre forme de réceptacle, par exemple un sachet, offrant des ouvertures de passage pour le milieu agressif.
Egalement, la réserve sacrificielle peut être placée en tout autre endroit de l'échangeur de chaleur, par exemple dans des réservoirs, des excroissances ou autres logements que peut définir un échangeur de chaleur.
En variante, la réserve sacrificielle peut être placée dans un circuit comprenant l'échangeur de chaleur.
Quel que soit son emplacement, la réserve sacrificielle est apte à être complètement immergée dans le milieu agressif . L'invention sera maintenant décrite en référence aux tests comparatifs suivants.
Des tests comparatifs ont été menés sur une boucle d'essai dans laquelle était inséré un échangeur de chaleur en alliage d'aluminium comportant des canaux (notamment des tubes) à paroi mince. Ces essais comparatifs ont été réalisés avec et sans le dispositif de l'invention.
Dans la boucle d'essai, circulait un liquide caloporteur à une température d'environ 90°C, contenant environ 200 mg par litre (200 ppm) d'ions chlorure, 1 ppm d'ions cuivre et suffisamment d'ions ferrite de manière à abaisser le pH à environ 3.
On a utilisé un dispositif de protection selon l'invention sous la forme de granulés d'environ 3 à 5 mm de longueur et de 1,5 à 3 mm de largeur contenus dans un sachet en acier inoxydable ayant des mailles d'environ 1 mm d'ouverture.
Ce sachet a été placé en un endroit approprié de l'échangeur de chaleur, de préférence dans une boîte collectrice.
Le test a été réalisé pendant 500 heures. A l'expiration de ce temps d'essai, aucun percement de l'échangeur de chaleur n'a été constaté. L'inspection de l'échangeur a permis de mettre en évidence des attaques dont la profondeur était inférieure au micromètre, donc non susceptibles de compromettre le bon fonctionnement de l'échangeur de chaleur.
Le même test, réalisé avec un échangeur de chaleur dépourvu du dispositif de l'invention, a dû être arrêté après 100 heures environ en raison de fuites par percement .

Claims

Revendications
1. Dispositif pour protéger les parois en aluminium d'un échangeur de chaleur contre la corrosion par un milieu agressif auquel ces parois sont exposées,
caractérisé en ce qu'il comprend au moins une réserve sacrificielle renouvelable (14, 16, 18, 20) formée d'éléments aptes à abaisser au moins localement le potentiel électrochimique de l'aluminium des parois de l'échangeur de chaleur.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments comprennent du zinc et/ou du magnésium.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la réserve sacrificielle est présente sous la forme d'éléments discrets, en particulier sous la forme d'une poudre, de granulés ou de grenaille.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la réserve sacrificielle est présente sous la forme d'éléments continus, en particulier sous la forme de plaques ou d' inserts.
5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les éléments de la réserve sacrificielle sont contenus dans un réceptacle perméable au milieu agressif.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le réceptacle est un sachet ou une cartouche, avantageusement en acier inoxydable et/ou en matière plastique, comportant des ouvertures de passage pour le milieu agressif.
7. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les éléments de la réserve sacrificielle sont contenus dans un logement de l'échangeur de chaleur, qui est exposé au milieu agressif.
8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de la réserve sacrificielle sont contenus dans une peinture appliquée contre une paroi interne de l'échangeur de chaleur.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la peinture contient plus de 80% en poids d'extraits secs des éléments, en particulier de zinc et/ou de magnésium.
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la réserve sacrificielle est contenue dans un réservoir, en particulier dans une boîte collectrice (10) de l'échangeur de chaleur.
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la réserve sacrificielle est contenue dans une tubulure (12) de l'échangeur de chaleur.
12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la réserve sacrificielle est contenue dans un circuit de fluide qui comprend l'échangeur de chaleur.
13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réserve sacrificielle est entièrement immergée dans le milieu agressif, en sorte que la totalité de la réserve peut être consommée .
14. Echangeur de chaleur, en particulier de véhicule automobile, comprenant un dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 11 et 13.
15. Circuit de fluide, en particulier circuit de refroidissement de véhicule automobile, comprenant un échangeur de chaleur et un dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 6 et 12 à 13.
PCT/FR2003/001632 2002-05-28 2003-05-28 Dispositif de protection d'un echangeur de chaleur contre la corrosion WO2003100337A2 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2003249426A AU2003249426A1 (en) 2002-05-28 2003-05-28 Device for protecting a heat exchanger against corrosion
JP2004507751A JP2005527776A (ja) 2002-05-28 2003-05-28 熱交換器用防食装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR02/06512 2002-05-28
FR0206512A FR2840396A1 (fr) 2002-05-28 2002-05-28 Dispositif de protection d'un echangeur de chaleur contre la corrosion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2003100337A2 true WO2003100337A2 (fr) 2003-12-04
WO2003100337A3 WO2003100337A3 (fr) 2004-04-01

Family

ID=29558781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2003/001632 WO2003100337A2 (fr) 2002-05-28 2003-05-28 Dispositif de protection d'un echangeur de chaleur contre la corrosion

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2005527776A (fr)
AU (1) AU2003249426A1 (fr)
FR (1) FR2840396A1 (fr)
WO (1) WO2003100337A2 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007078237A (ja) * 2005-09-13 2007-03-29 Kobe Steel Ltd Ｌｎｇ気化器用伝熱管およびその製造方法
EP2198979A2 (fr) 2008-12-18 2010-06-23 Behr GmbH & Co. KG Procédé de revêtement et dispositif de revêtement destinés à la fabrication d'un composant, ainsi qu'échangeur thermique et utilisation de l'échangeur thermique

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6873252B2 (ja) * 2017-09-21 2021-05-19 三菱電機株式会社 熱交換器、空気調和装置の室外機及び空気調和装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5649591A (en) * 1995-01-20 1997-07-22 Green; Michael Philip Radiator cap with sacrificial anode
EP1055898A2 (fr) * 1999-05-28 2000-11-29 Denso Corporation Echangeur de chaleur en alliage d'aluminium
EP1146311A1 (fr) * 1999-10-21 2001-10-17 Denso Corporation Procede de formation d'une couche de corrosion sacrificielle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5649591A (en) * 1995-01-20 1997-07-22 Green; Michael Philip Radiator cap with sacrificial anode
EP1055898A2 (fr) * 1999-05-28 2000-11-29 Denso Corporation Echangeur de chaleur en alliage d'aluminium
EP1146311A1 (fr) * 1999-10-21 2001-10-17 Denso Corporation Procede de formation d'une couche de corrosion sacrificielle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007078237A (ja) * 2005-09-13 2007-03-29 Kobe Steel Ltd Ｌｎｇ気化器用伝熱管およびその製造方法
EP2198979A2 (fr) 2008-12-18 2010-06-23 Behr GmbH & Co. KG Procédé de revêtement et dispositif de revêtement destinés à la fabrication d'un composant, ainsi qu'échangeur thermique et utilisation de l'échangeur thermique
DE102008062705A1 (de) 2008-12-18 2010-06-24 Behr Gmbh & Co. Kg Beschichtungsverfahren und Beschichtungsvorrichtung zum Herstellen eines Bauteils sowie Wärmetauscher und Verwendung des Wärmetauschers

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003249426A8 (en) 2003-12-12
AU2003249426A1 (en) 2003-12-12
JP2005527776A (ja) 2005-09-15
WO2003100337A3 (fr) 2004-04-01
FR2840396A1 (fr) 2003-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2710162B1 (fr) Ensemble plaqué en alliages d'aluminium pour tube d'echangeur thermique a placage interne protecteur et a perturbateur brase
EP3363584B1 (fr) Procédé de fabrication d'une tole de brasage
CA2879659C (fr) Element de tuyauterie a base de fer pour canalisation enterree, comprenant un revetement exterieur
FR2802294A1 (fr) Montage d'echangeur de chaleur a barriere de magnesium
WO2003100337A2 (fr) Dispositif de protection d'un echangeur de chaleur contre la corrosion
EP2641047A1 (fr) Composant brasable et échangeur de chaleur le comportant
EP2056054B1 (fr) Tube pour échangeur thermique
FR2886185A1 (fr) Procede de brasage d'un tube plie d'echangeur de chaleur, notamment pour vehicules automobiles, et tube ainsi obtenu
US4338997A (en) Heat exchanger with bilayered metal end container for anticorrosive addition
FR2735149A1 (fr) Alliage d'aluminium-silicium, et procede de protection contre la corrosion
EP3071917B1 (fr) Revetement pour echangeur de chaleur
US4347895A (en) Heat exchanger with bilayered metal end container for anticorrosive addition
EP2059364B2 (fr) Procede de brasage avec application de flux de brasage sur un cote d' une tranche d'un tube plat pour un echangeur de chaleur
FR2916525A1 (fr) Couche protectrice pour echangeur de chaleur
FR2633934A1 (fr) Inhibiteur de corrosion pour liquide aqueux utilise pour les circuits de refroidissement, notamment ceux des moteurs a combustion interne
WO2009040164A1 (fr) Revetement pour materiau d'echangeur de chaleur
Gagg et al. Environmentally assisted product failure–Synopsis and case study compendium
FR2906610A1 (fr) Fluide et procede de test de corrosion pour un echangeur thermique
US4898318A (en) Copper radiator for motor cars excellent in corrosion resistance and method of manufacturing the same
JPH09203597A (ja) 積層型熱交換器
WO2015185610A1 (fr) Revêtement sacrificiel pour échangeur de chaleur de véhicule automobile
JPH06147792A (ja) 腐食抑制用容器及びラジエータの腐食抑制方法
CA2122198A1 (fr) Procede d'electrodeposition sur une surface d'un substrat en acier d'une couche d'un revetement d'un alliage a base de zinc et materiau d'acier revetu d'une couche de revetement d'un alliage a base de zinc
FR2930021A1 (fr) Echangeur de chaleur comprenant une solution metastable.
JPH08128514A (ja) 流体継手の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004507751

Country of ref document: JP

122 Ep: pct application non-entry in european phase