电热温水器组件渗水故障影响因素分析

电热温水器组件渗水故障影响因素分析

邵怀飞

中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛266000

摘要：动车组运营过程中发生多起电热温水器组件渗水问题，给动车组乘客的使用体验带来不便，本文对两起典型的加热元件和水位电极的渗水故障进行分析总结，提出质量提升措施较少同类故障的发生。

关键词：温水器、加热元件、水位电极、渗水

1 引言

动车组在盥洗室设置有储水式温水器，为乘客提供盥洗温水。动车组运营过程中发生多起电热温水器渗水问题，给动车组乘客的使用体验带来不便，本文对两起典型的加热元件和水位电极的渗水故障进行分析总结并提出优化措施。

2 电热温水器组成

电热温水器主要由外壳、水胆、加热元件和水位电极等组件组成。水胆采用不锈钢板材组焊而成，用于储存盥洗温水。加热元件与水胆通过螺栓连接且有密封垫。水位电极与水胆接头通过弹簧卡连接且有密封圈，用于检测水位实现缺水保护，温水器结构示意图如图1所示。

图1 温水器结构示意图

3 加热元件焊缝腐蚀渗水故障

2021年某动车组电热温水器加热元件出现了焊缝腐蚀锈穿后漏水的问题，如图2所示。电热温水器加热元件与水胆固定连接且有密封垫。加热元件由加热管与法兰焊接而成，加热管以金属为外壳、合金电热丝作发热体，在两者之间充以密实的氧化镁粉或类似绝缘物作为绝缘介质。加热管穿过法兰上的开孔，连接处四周焊接成一体，如图3所示。

图2 加热元件焊缝腐蚀                             图3 加热元件

为避免加热元件焊缝腐蚀，第一，如果焊接时电流过大，导致焊接区域受高温加热，热影响区受热作用导致组织和性能发生变化，且焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化淬硬或软化现象，抗腐蚀性能下降存在长期使用后焊缝渗水的质量隐患。第二，法兰内侧与水胆温水直接接触，应避免加热管与法兰的接触面留有缝隙引发缝隙腐蚀。金属部件在介质中，由于金属与金属或金属与非金属之间形成特别小的缝隙（一般在0.025-0.1mm之间），使缝隙内介质处于滞流状态,引起缝内金属的加速腐蚀，这种局部腐蚀称为缝隙腐蚀。许多设备与金属构件，由于不合理的设计或加工等都会造成缝隙。几乎所有的金属和合金在各种介质中都会形成缝隙腐蚀。但不同的金属在不同的介质中对腐蚀的敏感性不同，具有自钝化特性的金属和合金在充气的含有活性阴离子的中性介质中最易引起缝隙腐蚀。所以法兰的内外两侧均应通过焊缝或密封胶等填充缝隙。第三，加热元件焊接后宜酸洗钝化提高焊缝抗腐蚀能力。为验证酸性钝化效果，制作焊接试验进行中性盐雾试验。第一种不作任何处理的24h盐雾试验表面生锈；第二种做酸洗钝化的96h盐雾试验表面状态仍无锈蚀现象。

4 水位电极渗水故障

2021年某动车组电热温水器出现了因水位电极安装不当导致的渗水问题。水位电极在电热温水器中用于探测水胆内部水位，实现缺水保护功能，以往电热温水器装车后由于水温升高，水中碳酸氢盐经过化学反应分解出难溶于水的碳酸钙、碳酸镁等微粒，吸附在水位电极表面，长时间未处理表面产生的水垢。导致有水情况下，电极间电阻值偏大，水位控制器无法对其进行正常检测，造成其控制功能异常，在温水器正常满水时存在误报缺水，缺水指示灯常亮，且温水器无法加热。所以需要对水位电极进行定期维护清洗处理，建议每3-6个月清洗一次。

水位电极与水胆接头通过螺栓连接，连接处部件包括水位电极、水胆接头、O型密封圈和弹簧卡，O型密封圈的内圈与水位电极圆柱体配合，外圈与水胆接头内孔配合。水位电极安装至水胆后与水胆接头的接触平面是没有缝隙的，然后使用弹簧卡进行固定，无螺纹紧固件，此结构在动车组已长期使用，安装示意图见图4。此结构拆装方便且密封效果比较稳定，但由于定期拆卸清理，若水位电极拆装时O型密封圈损坏或安装不到位，会导致密封不良渗水。

图4 水位电极安装示意图

为避免水位电极安装后渗水，第一，需注意O型密封圈的内圈和外圈的配合情况，水位电极套上O型密封圈后安装于水胆接头内部，密封圈与水位电极接触为过盈配合，如过盈量过大会导致密封圈难于安装，过盈量过小难以保证密封效果。第二，需注意安装要点，首先使用清水将附着在水位电极上的异物冲洗干净，在插入前在O型密封圈上涂涂少许凡士林增加润滑，防止硬插入水胆接头内而导致密封圈破损。水位电极正常插入水胆接头应该是很顺滑现象，如出现卡滞说明安装不到位。完成安装后，观察水位电极与水胆接头的接触平面有无缝隙，保证无缝隙后安装弹簧卡即可。第三，使用单位对水位电极定期清洗时需重复拆装，生产厂家需加强对使用单位的技能培训。

5 总结

本文对电热温水器加热元件渗水故障和水位电极渗水故障进行分析，提出了质量改进措施，从结构优化、生产质量控制及日常维护保养等方面加强管控，减少以致消除渗水故障的发生。

参考文献：

[1]JB/T 4088-2012，日用管状电热元件[S].

[2]Q/CR 308-2020，铁道客车及动车组电热温水器[S].