Failure analysis of copper pipes used in the heat exchangers in fan coil units

• Sargın, Fatih ^[1] ; Kanbur, Kürşat ^[1] ; Türkmen, İlyas ^[1]
  1. [1] Manisa Celal Bayar University, Metallurgical and Materials Engineering Department
• Localización: Revista de metalurgia, ISSN 0034-8570, Vol. 59, Nº 2, 2023 (Ejemplar dedicado a: Online first; e241)
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Análisis de fallos de los tubos de cobre utilizados en los intercambiadores de calor de los ventiloconvectores
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• Resumen
  • español

    Los intercambiadores de calor (IC) están formados por tubos de cobre y acero y se utilizan para calentar y enfriar el aire del ambiente. Uno de los principales problemas que se observan en los IC son las fugas en las tuberías de cobre. En este estudio, se examinaron en detalle muestras de tuberías de cobre fallidas y en buen estado de funcionamiento utilizadas durante diferentes periodos de tiempo. Los análisis microestructurales se realizaron mediante microscopía óptica (MO) y microscopía electrónica de barrido (MEB) para detectar los casos de corrosión en las superficies de las tuberías de cobre. Además, se definieron los productos de corrosión de las muestras mediante difracción de rayos X (DRX), espectroscopia de energía dispersiva (EDS) y análisis de espectroscopia infrarroja con transformada de fourier (FTIR). Se observó la formación de túneles interconectados en la sección transversal de la muestra de tubería de cobre fallida que tenían dimensiones microscópicas y productos de corrosión. En consecuencia, todos los resultados de los análisis que se obtuvieron de las muestras apuntaban a un mecanismo de corrosión conocido como corrosión por nido de hormiga. Se concluyó que la razón principal de la corrosión estaba relacionada con los aditivos de tipo etilenglicol que se utilizaban en los IC junto con el agua de red.

  • English

    Heat exchangers (HE) consist of copper and steel pipes and are used for heating and cooling the ambient air. One of the main problems seen in HE is the leakage on copper pipes. In this study, failed and properly working copper pipe samples used for different durations were examined in detail. The microstructural analyses were performed using optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) to detect corrosion occurrences on copper pipe surfaces. In addition, corrosion products of the samples were defined by X-Ray Diffraction (XRD), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) and Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analyses. The formation of interconnected tunnels in cross section of the failed copper pipe sample that were in microscopic dimensions and corrosion products were observed. Consequently, all the analyses result that were obtained from the samples pointed out a corrosion mechanism known as ant-nest corrosion. It was concluded that the main reason of corrosion was related to ethylene glycol type additives which were used in HE along with mains water.