周立國 于茜 孔美陽

1.廣東美的廚衛(wèi)電器制造有限公司 廣東佛山 528311；2.中國家用電器研究院 北京 100037

1 引言

QB/T 2590-2003《貯水式熱水器搪瓷制件》標(biāo)準(zhǔn)自2003年發(fā)布，如今實施已近17年，遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)前熱水器行業(yè)的高速發(fā)展。為了提升熱水器核心部件搪瓷內(nèi)膽的質(zhì)量，借鑒德國及澳洲搪瓷標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合國內(nèi)熱水器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂。新標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2590《儲水式熱水器搪瓷制件》由中國輕工業(yè)聯(lián)合會提出、由全國日用玻璃搪瓷標(biāo)準(zhǔn)化中心歸口并組織行業(yè)內(nèi)部分熱水器企業(yè)單位參加起草。新標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2590《儲水式熱水器搪瓷制件》預(yù)計于2020年底正式發(fā)布。

新標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布與實施無疑對熱水器行業(yè)影響巨大，希望熱水器企業(yè)高度重視，結(jié)合解析內(nèi)容，領(lǐng)悟標(biāo)準(zhǔn)修訂意圖，提前做好標(biāo)準(zhǔn)換版前的各項準(zhǔn)備工作。后期也會根據(jù)實施過程中出現(xiàn)的問題做進(jìn)一步的研究，持續(xù)完善該標(biāo)準(zhǔn)。

2 與QB/T 2590-2003版標(biāo)準(zhǔn)的差異

新標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2590《儲水式熱水器搪瓷制件》是對原標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2590-2003《貯水式熱水器搪瓷制件》的修訂與替代。

新標(biāo)準(zhǔn)與原標(biāo)準(zhǔn)相比，主要技術(shù)變化為：

——標(biāo)準(zhǔn)名稱修改為《儲水式熱水器搪瓷制件》；

——修改了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，增加熱泵式熱水器、太陽能熱水器的搪瓷制件；

——修改了密著性測試的方法，密著性測試采用EN 10209-2013附錄C規(guī)定的方法，為使用方便，將EN 10209-2013中的相關(guān)內(nèi)容在新標(biāo)準(zhǔn)附錄A中列出；

——修改了陰極防腐，增加了電子防腐設(shè)施；

——修改了耐熱水侵蝕性測試的指標(biāo)；

——修改了耐酸侵蝕性的測試方法；

——修改了耐熱水侵蝕性測試的試驗設(shè)備；

——修改了耐堿侵蝕性的測試方法；

——檢驗規(guī)則按出廠檢驗和型式檢驗適當(dāng)調(diào)整。

綜上所述，本次標(biāo)準(zhǔn)修訂的主要差異內(nèi)容概括為以下9個方面。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)名稱

為了與GB/T 20289《儲水式電熱水器》中的名稱保持一致，標(biāo)準(zhǔn)名稱由《貯水式熱水器搪瓷制件》更改為《儲水式熱水器搪瓷制件》，標(biāo)準(zhǔn)編號不變，名稱略有變動。

圖1 電子陽極

表1 原、新標(biāo)準(zhǔn)密著性指標(biāo)區(qū)別

2.2 適用范圍

新增品類熱水器（熱泵熱水器和太陽能熱水器）的搪瓷制件之前確實在執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)，所以本次修訂正式納入適用范圍之中。

最終修訂后的適用范圍為：儲水式電熱水器和熱泵式熱水器、太陽能熱水器、燃?xì)鉄崴鞯阮愃频臒崴魈麓芍萍?/p>

2.3 陰極防腐

考慮傳統(tǒng)犧牲陽極（鎂棒）在不斷消耗過程中，會發(fā)生結(jié)垢、脫落和沉積等一系列過程，成為污染洗浴水質(zhì)的重要因素。所以，近些年來，大多數(shù)熱水器企業(yè)開始采用“電子陽極”來保護(hù)內(nèi)膽，所以在此涵蓋了“電子防腐設(shè)施”。

標(biāo)準(zhǔn)最終修訂為：為防止搪瓷缺陷引起的腐蝕損害，應(yīng)配有犧牲陽極防腐設(shè)施或電子防腐設(shè)施。再次明確了陰極防腐措施可以有兩類，一類是傳統(tǒng)犧牲陽極防腐設(shè)施，例如：鎂棒；另一類是新興電子防腐設(shè)施，例如：電子陽極，見圖1所示。

針對電子防腐設(shè)施，例如：電子陽極的具體技術(shù)要求，后期會通過單獨的標(biāo)準(zhǔn)予以規(guī)范，所以在此沒有提出具體的、詳細(xì)的技術(shù)要求，待電子陽極標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布及《儲水式熱水器搪瓷制件》再次修訂時予以完善。

同時，對采用傳統(tǒng)犧牲陽極的質(zhì)量要求則按照德國標(biāo)準(zhǔn)DIN 4753-3:2013《飲用水和工業(yè)用水的熱水裝置和水加熱裝置 第3部分：表面涂釉防腐 要求和試驗》進(jìn)行了明確規(guī)范，以保證最少使用兩年無需維護(hù)。

為此，本次標(biāo)準(zhǔn)參照德國標(biāo)準(zhǔn)明確了“犧牲陽極的質(zhì)量與搪瓷面積比例至少為0.2 kg/m2”，這是本次標(biāo)準(zhǔn)修訂的重點內(nèi)容之一。目的是為了確保已經(jīng)涂搪的熱水器內(nèi)膽得到充分保護(hù)，以保證最少使用兩年無需維護(hù)。

另外，澳洲標(biāo)準(zhǔn)AN/NZS 4692.1:2005《電熱水器——能耗、性能和通用要求》規(guī)定，犧牲陽極的質(zhì)量與搪瓷面積比例至少為0.27 kg/m2。

2.4 密著性

對比原標(biāo)準(zhǔn)，新標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求、試驗方法、測試面、評價依據(jù)、引用標(biāo)準(zhǔn)都發(fā)生了變化，如表1所示。

新標(biāo)準(zhǔn)要求按照規(guī)范性附錄A《薄鋼板搪瓷密著強(qiáng)度的試驗方法》，針對厚度0.6 mm～3 mm試驗用薄鋼板，采用落錘沖擊的方法，根據(jù)不同的鋼板厚度，確定沖擊高度，采用質(zhì)量為1.5 kg沖擊錘，利用圖2試驗裝置進(jìn)行落錘沖擊試驗，根據(jù)沖擊試驗后涂搪薄鋼板的狀況，對照參考新標(biāo)準(zhǔn)中圖A.2（搪瓷密著強(qiáng)度分級參考圖）進(jìn)行密著強(qiáng)度評價，共分5級，要求不低于3級。

試驗方法基本統(tǒng)一為落錘沖擊法，因此，需要熱水器企業(yè)根據(jù)圖2的要求采購或者自制落錘沖擊試驗裝置。沖擊錘呈半球狀，其直徑為22 mm，質(zhì)量為1.5 kg，硬度符合GB/T 308.1-2013《滾動軸承 球 第1部分：鋼球》第6.2條硬度的要求。

密著測試采用EN 10209-2013附錄C規(guī)定的方法，為使用方便，將EN 10209-2013中的相關(guān)內(nèi)容在標(biāo)準(zhǔn)附錄A中列出。

2.5 耐酸侵蝕性

伴隨著GB/T 9989標(biāo)準(zhǔn)的換版，試驗流程（見圖3）與定級（見表2）內(nèi)容都發(fā)生了相應(yīng)變更，因此，耐酸侵蝕性的技術(shù)要求也作了相應(yīng)變更。但是具體試驗溶液“10%的鹽酸（HCL）溶液，試驗時間為1 h”與德國標(biāo)準(zhǔn)DIN 4753-3:2013的要求是一致的。

試驗步驟按GB/T 9989升級版標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 9989.1-2015《搪瓷耐化學(xué)侵蝕的測定 第1部分：室溫下耐酸侵蝕的測定》規(guī)定，采用了標(biāo)準(zhǔn)“第6章 試樣”，進(jìn)行樣品處理進(jìn)行，試驗溶液為10%的鹽酸（HCL）溶液，試驗時間為1 h，通過標(biāo)準(zhǔn)“第7章 步驟”中的“圖3 試驗流程”進(jìn)行測試，最后按照“表2 定級”，進(jìn)行最終判定。原、新標(biāo)準(zhǔn)區(qū)別見表3所示。

2.6 耐熱水侵蝕性

本項技術(shù)要求（失重）的變更是這次標(biāo)準(zhǔn)修訂的重點內(nèi)容之一。

表2 定級

表3 原、新標(biāo)準(zhǔn)耐酸侵蝕性指標(biāo)區(qū)別

參照德國DIN 4753-3:2013《飲用水和工業(yè)用水的熱水裝置和水加熱裝置 第3部分：表面涂釉防腐 要求和試驗》第5.4.2的要求，伴隨著試驗方法（主要是冷凝液的速度）、試驗設(shè)備的變化，其具體技術(shù)要求也不相同。

（1）失重技術(shù)要求由原來的≤6.0 g/m2變更為現(xiàn)在的≤8.5 g/m2。

（2）增加了試驗環(huán)境溫度要求，即：（22±5）℃。

（3）試驗設(shè)備：GB/T 9989.2-2015《搪瓷耐化學(xué)侵蝕的測定 第2部分：耐沸騰酸、沸騰中性液體及其蒸氣化學(xué)侵蝕的測定》該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗裝置即為ISO 28706-2：2008規(guī)定的試驗裝置。

圖2 試驗裝置

圖3 試驗流程

除了密封圈B內(nèi)徑上偏差、加熱器輸出功率及加熱器下邊緣離裝置底部密封圈的距離要求略有差別外，回流冷凝器可按照新標(biāo)準(zhǔn)的要求：“除了Liebig-West回流冷凝器，也可以采用滿足ISO 4799要求的同性能回流冷凝器”，而ISO 4799（對應(yīng)國標(biāo)GB/T 28212-2011《實驗室玻璃儀器 冷凝管》4.3條款）規(guī)定的蛇形水套冷凝管，如圖4（1）所示，基本與原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的符合QB/T 2109要求的蛇形水套冷凝管一致，如圖4（2）所示。

圖4 新標(biāo)準(zhǔn)冷凝管（1）與原標(biāo)準(zhǔn)冷凝管（2）對比

圖5 刻度收集器

試驗設(shè)備最大的變化在于新標(biāo)準(zhǔn)增加：放置在玻璃圓筒與回流冷凝器之間的、刻度間隔應(yīng)為0.1 mL、用于收集回流冷凝器產(chǎn)生的冷凝液的刻度收集器，如圖5所示。

（4）回流冷凝器中冷凝液的速度由原來的“30 滴/min～50 滴/min”變更為“每3 min維持在8 mL±2 mL之間”，這也是該條款變化最大的點。

（5）參照澳洲標(biāo)準(zhǔn)AN/NZS 4692.1:2005《電熱水器——能耗、性能和通用要求》中“附錄M M7試驗程序”的要求，增加了試驗過程中對試樣的處理要求，更具有實操性。

試驗處理要求：每個階段完成以后，拆下試樣，用蒸餾水沖洗，在（110±5）℃的溫度范圍內(nèi)烘干2 h，立即將試樣轉(zhuǎn)移入干燥器內(nèi)。讓試樣冷卻至室溫，稱量各試樣的質(zhì)量，精確至0.1 mg。

備注：需要能使溫度維持在至少130℃的烘箱、內(nèi)部直徑為200 mm的干燥器。

（6）將“大于算數(shù)平均值的30%”更改為“大于算術(shù)平均值的20%”，對試驗數(shù)據(jù)的要求更加嚴(yán)格，使測試結(jié)果更加精準(zhǔn)。

2.7 耐堿侵蝕性

耐堿侵蝕性技術(shù)要求前后沒有變化，都是失重≤0.6 mg/cm2。

原標(biāo)準(zhǔn)是按照GB/T 9988-1988《搪瓷耐堿性能評價方法》規(guī)定的方法進(jìn)行，試驗介質(zhì)為“以260 g碳酸鈉溶解于4940 mL蒸餾水中制成的堿液”，等同于“5%無水碳酸鈉（Na2CO3）（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）”，試驗溫度為（80±2）℃，試驗時間：6 h，試樣規(guī)格為89 mm×89 mm，雙面涂搪；新標(biāo)準(zhǔn)按GB/T 9989.3-2015《搪瓷耐化學(xué)侵蝕的測定 第3部分：用六角形容器進(jìn)行耐堿溶液侵蝕的測定》規(guī)定的方法進(jìn)行，與原標(biāo)準(zhǔn)最大的差異在于試驗溫度的精度不同，新標(biāo)準(zhǔn)試驗溫度為（80±1）℃。

2.8 檢驗規(guī)則

檢驗規(guī)則按出廠檢驗和型式檢驗適當(dāng)調(diào)整，就檢測項目、抽樣方案及判定規(guī)則進(jìn)行了規(guī)范，符合實際生產(chǎn)的場景。

2.9 相關(guān)術(shù)語

將相關(guān)術(shù)語前后對照進(jìn)行了統(tǒng)一，避免使用者在具體使用該標(biāo)準(zhǔn)時產(chǎn)生分歧。例如：“容器”更改為“內(nèi)膽”，既與標(biāo)準(zhǔn)中前面的描述相對應(yīng)，又和熱水器國標(biāo)GB/T 20289中的描述保持一致。此外，“樣板”統(tǒng)一改為“試樣”、“涂層”統(tǒng)一改為“瓷層”等等。

3 企業(yè)需要關(guān)注的問題

3.1 陰極防腐

（1）犧牲陽極的設(shè)計

設(shè)計犧牲陽極時，應(yīng)保證犧牲陽極的質(zhì)量與搪瓷面積比例至少為0.2 kg/m2，確保已經(jīng)涂搪的內(nèi)膽得到充分保護(hù)，以保證最少使用兩年無需維護(hù)。

（2）電子陽極標(biāo)準(zhǔn)

對于當(dāng)前熱水器行業(yè)新興的電子防腐設(shè)施，例如：電子陽極，目前還沒有單獨的、明確的標(biāo)準(zhǔn)。今后，熱水器企業(yè)可聯(lián)合起來通過行標(biāo)、團(tuán)標(biāo)的方式制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在確保采用電子陽極防護(hù)措施的內(nèi)膽能得到充分保護(hù)的同時，也能確保使用者的安全。

3.2 密著性重點關(guān)注試驗裝置

由于密著性試驗方法基本統(tǒng)一為落錘沖擊法，需要熱水器企業(yè)根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)圖A.1的要求采購或者自制落錘沖擊試驗裝置。

3.3 耐酸侵蝕性應(yīng)注意試驗流程

需要具體操作的試驗員應(yīng)熟悉GB/T 9989.1-2015《搪瓷耐化學(xué)侵蝕的測定 第1部分：室溫下耐酸侵蝕的測定》中“第6章 試樣”的樣品處理、“第7章 步驟”中的“圖1 試驗流程”、“表1 定級”的判定。

3.4 耐熱水侵蝕性要對供應(yīng)商進(jìn)行摸底測試

耐熱水侵蝕性是本次標(biāo)準(zhǔn)修訂的核心內(nèi)容之一，而失重技術(shù)要求是考核搪瓷粉末質(zhì)量及生產(chǎn)工藝的重要參數(shù)，所以由于冷凝液的速度、實驗設(shè)備的變化（需要增加圖6刻度收集器）及失重技術(shù)要求的變化，加之試驗周期長（試驗分兩個階段，每個階段21天（504 h）），需要熱水器企業(yè)對搪瓷粉末供應(yīng)商的試樣進(jìn)行提前摸底測試，確保標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布前達(dá)標(biāo)。

4 總結(jié)

熱水器的核心部件是搪瓷內(nèi)膽，內(nèi)膽的關(guān)鍵防護(hù)在于搪瓷，所以該標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布與后期實施對熱水器行業(yè)影響巨大。

新標(biāo)準(zhǔn)首次明確了“犧牲陽極的質(zhì)量與搪瓷面積比例至少為0.2 kg/m2”，為熱水器企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計提供了依據(jù)；首次將“電子防腐設(shè)施”（電子陽極）體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)中，鼓勵新技術(shù)、新產(chǎn)品在儲水式電熱水器搪瓷制件的應(yīng)用；密著性測試將原來按照鋼板厚度的不同分別采用的“頂壓試驗、落球沖擊或者榔頭錘擊”全部統(tǒng)一為“落錘沖擊法”，判定標(biāo)準(zhǔn)由原來的“絲狀、網(wǎng)狀、塊狀”修訂為“1級到5級密著強(qiáng)度”，并配有搪瓷密著強(qiáng)度分級參考圖，統(tǒng)一了試驗方法，實驗結(jié)果的判定比原來更加精準(zhǔn)；耐熱水侵蝕性的失重技術(shù)要求雖然由原來的6.0 g/m2變更為現(xiàn)在的8.5 g/m2，但是具體試驗條件發(fā)生了變化，實際對熱水器的搪瓷粉末質(zhì)量和生產(chǎn)工藝的要求更高，相對舊標(biāo)準(zhǔn)，對測試結(jié)果的處理更加明確，是本次標(biāo)準(zhǔn)修訂的重點內(nèi)容；耐酸侵蝕性由原來的“不低于A級”提升到“不低于A+級”；耐堿侵蝕性由于引用標(biāo)準(zhǔn)換版的原因，導(dǎo)致新舊標(biāo)準(zhǔn)試驗溫度誤差略有差異。

本文通過對比原標(biāo)準(zhǔn)與新標(biāo)準(zhǔn)，對標(biāo)國外標(biāo)準(zhǔn)，按照標(biāo)準(zhǔn)的順序，力爭闡明標(biāo)準(zhǔn)修訂的意圖。同時，對每項要求，都從技術(shù)要求、試驗設(shè)備、試驗環(huán)境、試驗溶液、試驗流程、判定原則、標(biāo)準(zhǔn)升級等細(xì)節(jié)入手進(jìn)行詳實說明，便于具體實操人員理解標(biāo)準(zhǔn)，正確操作。

此次標(biāo)注修訂基本解決了目前行業(yè)所發(fā)現(xiàn)的問題，滿足了熱水器行業(yè)的發(fā)展需求，需要熱水器企業(yè)引起足夠的重視，結(jié)合本文的解析內(nèi)容做好標(biāo)準(zhǔn)換版前的各項準(zhǔn)備工作。