CN101935230B - 加工型浸渍石墨管生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种加工型浸渍石墨管生产方法：将不同形状的块状的石墨原料加工成管型；经烘干；浸渍；高温固化；管材加工；连接等步骤。无需采用混料、挤压等工艺，生产出来满足制作各种石墨列管换热器需要的管材；而且制备的石墨管硬度高，强度大，可以在端部加工出螺纹，利用内外螺纹的连接方式结合粘合剂的方式将石墨管连接起来，避免了石墨管使用一段时间后漏水的问题。

Description

加工型浸渍石墨管生产方法
技术领域
本发明涉及一种加工型浸渍石墨管生产方法。
背景技术
传统的浸渍石墨管的生产方法是采用混料、挤压、焙烧、浸渍、加工等工序生产出来的，成品率低，能耗高，操作环境差，对环境的污染非常严重，获得的石墨管的强度较低，使用寿命较短，不能用于高温高压工况，用来制作高温换热器设备容易出现故障而无法正常使用。
公开号为CN101186523A，公开日为2008年5月28日，名称为浸渍石墨管的生产方法，公开了一种浸渍石墨管的生产方法，其将石墨粉与沥青按照一定的比例混合后，放入成型模具中挤压成型，然后经焙烧，浸渍后获得成品，其目的是获得无起泡、裂纹等情况，使用寿命长，不会产生爆裂等现象的石墨管，但加工周期较长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种加工型浸渍石墨管生产方法，获得的石墨管硬度大，强度高，端部易于加工。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
一种加工型浸渍石墨管生产方法，包括以下的步骤：
石墨原料：选择不同形状的，如矩形或者圆柱形或者管形型材的块状石墨原料，长度根据加工要求确定。
原料加工：将石墨原料，按照要求的管子规格加工成有一定壁厚的管型，壁厚4-10mm，长度2000mm以内。
烘干；将加工成型的管用托架托起，放置到烘箱内烘干，按照升温曲线升温，升温速率约5-8℃/h，烘干时间大于24小时，烘干温度大于110℃。
树脂浸渍；将烘干的管材移送到浸渍釜内，用酚醛树脂浸渍，使其具有一定的强度和致密性。
浸渍过程包括：
(1)、抽真空，时间4-6小时，真空度-0.098MPa；
(2)、加压浸渍，根据产品管使用条件选择树脂，控制树脂的粘度和浓度，通过压缩空气加压，压力保持1.0-1.5MPa上，时间6-9小时；
(3)、回收树脂。
高温固化；管材在有加热装置的浸渍釜内或单独的固化装置内，加温固化。按照升温曲线升温，升温速率是8-12℃/h，时间大于30小时，一般为30-36小时，温度330℃-800℃。
管材加工；对管子内外壁进行加工，清除残留的树脂，对二端根据用途不同加工成不同的形式，有锥形、螺纹形、圆角形等。
连接；根据最终用户的使用要求，将长度2000mm以下的管子连接成需要的长度，可以达到3000-7500mm。连接方法有粘结、螺纹、承插等几种方式。
再次高温固化，条件同初次高温固化。
本发明有以下积极的效果：
本发明利用机械机床加工将大块石墨材料打孔、加工成石墨管型材，然后再经过浸渍、高温固化、加工、连接、再浸渍和高温固化等工序，生产出来满足制作各种石墨列管换热器需要的管材，无需粉碎、混料石墨原料，不必要通过挤压成型等工艺，节能、周期短；
本发明在利用已有的短管和修复利用旧的换热管也非常有价值，可以利用本发明的方法将短管和旧的换热管经烘干、浸渍、高温固化、连接、高温固化后再次投入使用，达到节省能源降低消耗的目的；
本发明制备的石墨管硬度高，强度大，可以在端部加工出螺纹，利用内外螺纹的连接方式结合粘合剂的方式将石墨管连接起来，避免了石墨管使用一段时间后漏水的问题，可以生产出适合各种石墨换热器需要的浸渍石墨管，满足各种工况的使用要求。
成品石墨管与传统石墨管的性能参数比较：
  序号   指标   传统浸渍石墨管   机械加工型浸渍石墨管
  1   硬度(肖氏硬度)   45   65
  2   制备周期(天)   30-35   7-10
  3   抗拉强度(MPa)   11.76   17.83
  4   抗弯强度(MPa)   18.52   19.60
  5   抗压强度(MPa)   69.97   75.46
  6   最高制备温度(℃)   1300   800
  7   生产流程   长   短
  8   劳动条件   差   较好
  9   能耗   高   低
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
一种加工型浸渍石墨管生产方法，包括以下的步骤：
石墨原料；选择形状不同，如矩形、圆柱形或者管形型材的块状石墨原料，长度根据加工要求确定。
原料加工：将石墨原料，按照要求的管子规格加工，机床加工成有一定壁厚的管型，壁厚4mm，长度1000mm。
烘干；将加工成型的管用托架托起，放置到烘箱内烘干，按照升温曲线升温(升温速率6℃/h)，烘干时间28小时，烘干温度120℃。
树脂浸渍；将烘干的管材移送到浸渍釜内，用酚醛树脂浸渍，使其具有一定的强度和致密性。
浸渍过程包括：
(1)、抽真空，时间4小时，真空度-0.098MPa；
(2)、加压浸渍，根据产品管使用条件选择酚醛树脂，控制树脂的粘度和浓度，通过压缩空气加压，压力保持1.0MPa，时间6小时；
(3)、回收树脂。
高温固化；管材在有加热装置的浸渍釜内或单独的固化装置内，加温固化。按照升温曲线升温(10℃/h)，加温时间36h，最高温度800℃。
管材加工；对管子内外壁进行加工，清除残留的树脂，对二端根据用途不同加工成不同的形式，有锥形、螺纹形、圆角形等。
连接；根据最终用户的使用要求，将管子连接成3000mm。连接方法有粘结、螺纹、承插等几种方式。
再次高温固化，条件同初次高温固化。
实施例2
一种加工型浸渍石墨管生产方法，包括以下的步骤：
石墨原料；选择形状不同，如矩形或者圆柱形或者管形型材的块状石墨原料，长度根据加工要求确定。
原料加工：将石墨原料，按照要求的管子规格加工，机床加工成有一定壁厚的管型，壁厚10mm，长度500mm。
烘干；将加工成型的管用托架托起，放置到烘箱内烘干，按照升温曲线升温(升温速率5℃/h)，烘干时间30小时，烘干温度大于150℃。
树脂浸渍；将烘干的管材移送到浸渍釜内，用酚醛树脂浸渍，使其具有一定的强度和致密性。
浸渍过程包括：
(1)、抽真空，时间6小时，真空度-0.098MPa；
(2)、加压浸渍，根据产品管使用条件选择酚醛树脂，控制树脂的粘度和浓度，通过压缩空气加压，压力保持1.2MPa，时间9小时；
(3)、回收树脂。
高温固化；管材在有加热装置的浸渍釜内或单独的固化装置内，加温固化。按照升温曲线升温(8℃/h)，加温时间30h，温度400℃。
管材加工；对管子内外壁进行加工，清除残留的树脂，对二端根据用途不同加工成不同的形式，有锥形、螺纹形、圆角形等。
连接；根据最终用户的使用要求，将管子连接成4000mm。连接方法有粘结、螺纹、承插等几种方式。
再次高温固化，条件同前面高温固化。
实施例3
一种加工型浸渍石墨管生产方法，包括以下的步骤：
石墨原料；选择形状不同，如矩形或者圆柱形或者管形型材的块状石墨原料，长度根据加工要求确定。
原料加工：将石墨原料，按照要求的管子规格加工，机床加工成有一定壁厚的管型，壁厚6mm，长度1500mm。
烘干；将加工成型的管用托架托起，放置到烘箱内烘干，按照升温曲线升温(升温速率8℃/h)，烘干时间30小时，烘干温度170℃。
树脂浸渍；将烘干的管材移送到浸渍釜内，用酚醛树脂浸渍，使其具有一定的强度和致密性。
浸渍过程包括：
(1)、抽真空，时间5小时，真空度-0.098MPa；
(2)、加压浸渍，根据产品管使用条件选择酚醛树脂，控制树脂的粘度和浓度，通过压缩空气加压，压力保持1.1MPa，时间8小时；
(3)、回收树脂。
高温固化；管材在有加热装置的浸渍釜内或单独的固化装置内，加温固化。按照升温曲线升温(12℃/h)，加温时间32h，温度600℃。
管材加工；对管子内外壁进行加工，清除残留的树脂，对二端根据用途不同加工成不同的形式，有锥形、螺纹形、圆角形等。
连接；根据最终用户的使用要求，将管子连接成5000mm。连接方法有粘结、螺纹、承插等几种方式。
再次高温固化，条件同前面高温固化。
上述具体实施方式不以任何形式限制本发明的技术方案，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均落在本发明的保护范围。

Claims (8)

1.加工型浸渍石墨管生产方法，其特征在于，包括以下的步骤：
(1)、原料加工：按要求将块状的石墨原料打孔、加工成管型；
(2)、烘干：将步骤(1)加工成的管材用托架托起，放置到烘箱内烘干；
(3)、浸渍；将烘干的管材移至浸渍釜内，用酚醛树脂浸渍，使其具有一定的强度和致密性；
(4)、高温固化；管材在有加热装置的浸渍釜内或单独的固化装置内，加温固化；高温固化的升温速率是8-12℃/h，固化时间为30-36小时，温度330℃-800℃；
(5)、管材加工；对石墨管材内外壁加工，清除残留的树脂，对管材的两端根据连接方式的不同要求加工成不同的形式；
(6)、连接；将长度2000mm以下的管子连接成需要的长度；
(7)、再次高温固化。
2.根据权利要求1所述的加工型浸渍石墨管生产方法，其特征在于所述的石墨原料选自多种外形的块状石墨原料。
3.根据权利要求1所述的加工型浸渍石墨管生产方法，其特征在于所述的原料加工步骤是将石墨原料加工成壁厚4-10mm，长度2000mm以内的管材。
4.根据权利要求1所述的加工型浸渍石墨管生产方法，其特征在于所述的烘干步骤条件如下：升温速率5℃-8℃/h，烘干时间大于24小时，烘干温度大于110℃。
5.根据权利要求1所述的加工型浸渍石墨管生产方法，其特征在于所述的浸渍过程包括：
(a)、抽真空，时间4-6小时；
(b)、加压浸渍，控制酚醛树脂的粘度和浓度，通过压缩空气加压，压力保持1.0-1.5MPa，时间6-9小时；
(c)、回收树脂。
6.根据权利要求1所述的加工型浸渍石墨管生产方法，其特征在于所述的管材加工步骤，管材两端的不同形态是指锥形或螺纹形或圆角形。
7.根据权利要求1所述的加工型浸渍石墨管生产方法，其特征在于所述的管材的连接方式指结合剂粘结或内外螺纹连接或承插。
8.根据权利要求1所述的加工型浸渍石墨管生产方法，其特征在于所述的再次高温固化同初次高温固化的条件。
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