CN103212946A - 燃气辐射管的加工方法 - Google Patents

Abstract

燃气辐射管的加工方法，加工步骤如下：一.铸管1）采购制造燃气辐射管所需的主要原材料；2）设计模具；3）浇铸工艺：采用卧式离心铸造法，控制浇注温度、浇铸速度、模具温度等；4）试样的取样；5）脱模处理：6）外表面喷丸处理：7）铸管检验：将铸造好的管体进行气密试验，压力0.8Mpa，不漏气为合格，并对铸管表面检查，无缺陷、麻点分布均匀为合格；二.将铸造好的管体进行机械加工：三.检验；四、包装。本发明生产的燃气辐射管，产品质量稳定，使用寿命长，其能耗为电炉的31%-38%，节能35%-40%以上，炉温均匀性≤6℃；属于高效、优质、节能和环保的新型技术产品。

Description

燃气辐射管的加工方法

技术领域

本发明涉及到燃气辐射管的加工方法。

背景技术

燃气辐射管是一种燃烧气体燃料的加热装置，气体燃料在密封的辐射管内燃烧，通过受热的管表面以热辐射为主要形式把热量传递到被加热物体，燃烧气氛和产物不与被加热物体接触，这就为在保护气氛下进行热处理创造了条件，特别适用对产品质量要求高的场合。燃气辐射管具有燃烧热效率高、运行稳定、设备可靠性高等特点，广泛应用于各种热处理炉和连续退火炉等。

    根据辐射管的管型，可以分为直管型、套管型、u型、w型、三叉型、P型、双P型等。辐射管表面温度分布均匀性是其重要的性能指标，表面温度分布越均匀越好。

    目前，燃气辐射管内的燃烧过程一般如下：燃料由烧嘴喷出．经点火装置点燃后部分燃料与一 次空气发生燃烧反应，剩余的燃料与二次空气反应进行二次燃烧，火焰为扩散火焰，以便降低氮氧化合物生成量，增加火焰长度，产生的高温烟气以辐射和对流的方式将热量传递给辐射管，进而通过辐射管外壁对炉内物料进行辐射加热：高温烟气散发热量后沿辐射管外管内壁回流，一小部分再参与燃烧，即烟气再循环，其余部分通过换热器与冷空气进行热量交换后排出。

     在燃烧过程中，由于在火焰区烟气温度较高，辐射热流密度大，辐射管壁温较高，形成辐射管的高温段；而在火焰区后烟气与辐射管沿程换热过程中，烟气温度逐渐降低，辐射热流减小，辐射管温度较低，形成辐射管的低温段，这种辐射管的温度分布规律已被实验及理论研究所证实。  因此造成了辐射管表面温度的不均匀性，从而影响辐射管的加热能力和加热质量，降低了辐射管的使用寿命。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种燃气辐射管的加工方法，它能克服现有产品所存在的辐射管表面温度不均匀的问题。本发明的目的是这样实现的，燃气辐射管的加工方法，其特征在于：加工步骤如下：

一.铸管1）、材料准备 ， 采购制造燃气辐射管所需的主要原材料：低铬、镍板、硅铁、锰铁、电极；

 2）.根据管体设计图纸要求，设计模具：

模具内径=设计图纸尺寸+收缩率（1.025%）+涂层厚度（0.8mm-1mm）；

模具长度≥毛坯长度+收缩率（1.025%）+加工余量（20mm-30mm）；

3）.浇铸工艺，采用卧式离心铸造法，浇铸管体，材料为HK40，其中主要成分为碳0.35-0.45%，硅铁1-1.75%，锰≤1.5%，铬24-26%，镍19-22%，其余为铁，杜绝采用返回料，提高各零部件的机械性能；

浇注温度：根据管体长度浇铸温度控制在1560℃-1580℃ ；  

 浇铸速度： 钢水倒到模具中，5秒钟成形 ；    

模具温度：根据模具及铸件的壁厚控制在180℃-220℃；

  离心铸造转速1450转 /分 ；  运行时间 10分钟；  

4）.试样的取样

     化学成分： 碳0.35-0.45%、硅1-1.75%、锰≤1.5%，铬24-26%、镍19-22%； 机械性能达到：　　抗拉强度                                               

MN/㎡=550，  屈服强度

MN/㎡=200，伸长率

%≥40，  收缩率

%＞55，硬度≤187HB为合格；

 5）.脱模处理，离心机停止后，立即脱模，防止毛坯变形；

6）.外表面喷丸处理：要求清洗铸件的表面涂层及内壁的氧化皮，使壁内光滑平整，辐射管表层麻面清澈、均匀；

7）铸管检验：

将铸造好的管体进行气密试验，压力0.8Mpa，不漏气为合格，并对铸管表面检查，无缺陷、麻点分布均匀为合格；

二..将铸造好的管体进行直管的机械加工：

1）.按设计图纸长度+加工余量（20mm-30mm），下料；

   2）.根据设计图纸加工直管止口及焊接坡口，控制直管总长；

辐射管内孔进行机加工，去除氧化皮；

3）.在管体上注明材质，以便焊接时区分；

     三、检验

    根据设计图纸要求，对辐射管各尺寸进行检验；成品需进行整体试压，保证经0.8Mpa气压下焊接处不漏气，PT着色探伤检查无缺陷； 按照设计的图纸要求提供各种检验报告；

四、包装

 对检验合格的辐射管进行包装。

铸造弯头的加工步骤如下：1）.采用精密铸造法浇铸弯头；弯头材质采用HK40；

  2）. 铸造弯头表面需清砂处理，检查有无夹渣、缩孔；

3）.清理后的弯头经0.8Mpa气压检验无渗漏现象为合格；

4）.机械加工：将气压检验合格的弯头按设计图纸要求加工，车焊接坡口；

5）.检验：经车加工后的弯头着色检查，要求无裂缝、夹渣、缩松；弯头需注明材质，以便焊接时区分；

直管、弯头的组装焊接步骤如下：

1）.组装前先检验各零部件尺寸是否符合设计图纸要求；

2）.直管、弯头的检验包括气压、长度、焊接坡口三大因素合格方可焊接，焊接坡口热影响区需着色处理，组装焊接坡口需一致，杜绝错边现象；

3）.选择与直管、弯头相同的焊材；按焊接标准JB4730-2005执行；

4）.焊接过程中需区分各种材质，严格按设计图纸要求，控制各直管中心尺寸；

5）.焊接后需进行喷砂处理。

   所述的直管与弯头的坡口焊接总体分三步，a）．打底焊　b）．填充焊　c）．盖面焊

　　a）．打底焊——按标准坡口钝边厚度1.2mm以下，电流控制在90A—120A，主要以小电流快速均匀进行，坡口需焊透，杜绝出现瘤焊和严重的内凸现象，达到单面焊接双面成型标准，打底焊必须进行着色处理，重点不能出现电弧点裂纹现象；

    b）.填充焊——电流控制在150A-160A，主要控制两个方面：

第一，层间焊接温度不宜过高，防止出现热裂纹。第二，填充层杜绝出现未熔现象。第三，合格控制母材融合深度，按标准，一般控制在渗透母材不大于0.5mm；

 c）.盖面焊——电流控制在140A-150A，一，焊缝外观整齐平整。二，焊缝高度正常高于母材1mm。三，焊缝不能出现咬边、焊瘤、保证焊缝平滑，电弧点需打磨。

本发明生产的燃气辐射管是采用高温燃气燃烧技术研制的新一代蓄热燃气辐射管，产品质量稳定，使用寿命长，其能耗为电炉的31%-38%，节能35%-40%以

上，减少C02的排量35%-40%以上；大大降低了.NOX排放量，NOX＜130*10-5

（V/V）；.燃烧室温度均匀性好，在炉室密封性好和炉气风扇循环良好的条件下，

可达到炉温均匀性≤6℃；可获得更高的加热温度，扩展了低热值燃烧料的使用范

围；确保炉室清洁、干净，适用于精密产品、高新技术和特殊材料的加热处理；

 由于辐射管表面温度的均匀性好，所以使用寿命长。属于高效、优质、节能和环

保的新型技术产品。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图；

1、法兰  ，  2、波纹管 ，    3、面板 ，   4、保温盒 ，    5、离心铸管 A ,  6、离心铸管 B,  7、弯头,    8、尾部支撑。

具体实施方式

燃气辐射管的加工方法，其特征在于：加工步骤如下：

铸管1）、材料准备 ， 采购制造燃气辐射管所需的主要原材料：低铬、镍板、硅

铁、锰铁、电极；

 2）.根据管体设计图纸要求，设计模具：

模具内径=设计图纸尺寸+收缩率（1.025%）+涂层厚度（0.8mm-1mm）；

模具长度≥毛坯长度+收缩率（1.025%）+加工余量（20mm-30mm）；

所述的涂层厚度是指用硅微粉或者锆英粉均匀的喷涂在模具内壁上，这样高温的钢水在模具旋转的过程中，就不会和模具粘在一起。

3）.浇铸工艺，采用卧式离心铸造法，浇铸管体，材料为HK40，其中主要成分为碳0.35-0.45%，硅铁1-1.75%，锰≤1.5%，铬24-26%，镍19-22%，其余为铁，杜绝采用返回料，提高各零部件的机械性能；

浇注温度：根据管体长度浇铸温度控制在1560℃-1580℃ ；  

 浇铸速度： 钢水倒到模具中，5秒钟成形 ；    

模具温度：根据模具及铸件的壁厚控制在180℃-220℃；

  离心铸造转速1450转 /分 ；  运行时间 10分钟；  

4）.试样的取样

     化学成分 碳0.35-0.45%、硅1-1.75%、锰≤1.5%，铬24-26%、镍19-22%； 机械性能达到　　抗拉强度

MN/㎡=550，  屈服强度MN/㎡=200，伸长率

%≥40，  收缩率

%＞55，硬度≤187HB为合格；

 5）.脱模处理，离心机停止后，立即脱模，防止毛坯变形；

6）.外表面喷丸处理：要求清洗铸件的表面涂层及内壁的氧化皮，使壁内光滑平整，辐射管表层麻面清澈、均匀；

7）铸管检验：

将铸造好的管体进行气密试验，压力0.8Mpa，不漏气为合格，并对铸管表面检查，无缺陷、麻点分布均匀为合格。

实施例：W型辐射管的加工

1）.将铸造好的管体进行直管的机械加工：

按设计图纸长度+加工余量（20mm-30mm），下料；

根据设计图纸加工直管止口及焊接坡口，控制直管总长；

辐射管内孔进行机加工，去除氧化皮；

在管体上注明材质，以便焊接时区分；

2）.弯头

   铸造弯头  ，采用精密铸造法浇铸弯头；弯头材质采用HK40；

   铸造弯头表面需清砂处理，检查有无夹渣、缩孔；清理后的弯头经0.8Mpa气压检验无渗漏现象为合格；机械加工：将气压检验合格的弯头按设计图纸要求加工，车焊接坡口；检验：经车加工后的弯头着色检查，要求无裂缝、夹渣、缩松；弯头需注明材质，以便焊接时区分；

3）、配件

   根据设计图纸要求准备其余配件，包括法兰 、保温盒、支撑、波纹管、接管零部件；

4）、组装

   组装前先检验各零部件尺寸是否符合设计图纸要求：

   直管、弯头检验包括气压、长度、焊接坡口三大因素合格方可焊接，焊接坡口热影响区需着色处理，组装焊接坡口需一致，杜绝错边现象；

选择焊材为HK40；

按焊接标准JB4730-2005执行；所述的直管与弯头的坡口焊接总体分三步，a）．打底焊　b）．填充焊　c）．盖面焊

　　a）．打底焊——按标准坡口钝边厚度1.2mm以下，电流控制在90A—120A，主要以小电流快速均匀进行，坡口需焊透，杜绝出现瘤焊和严重的内凸现象，达到单面焊接双面成型标准，打底焊必须进行着色处理，重点不能出现电弧点裂纹现象；

    b）.填充焊——电流控制在150A-160A，主要控制两个方面：

第一，层间焊接温度不宜过高，防止出现热裂纹。第二，填充层杜绝出现未熔现象。第三，合格控制母材融合深度，按标准，一般控制在渗透母材不大于0.5mm；

 c）.盖面焊——电流控制在140A-150A，一，焊缝外观整齐平整。二，焊缝高度正常高于母材1mm。三，焊缝不能出现咬边、焊瘤、保证焊缝平滑，电弧点需打磨；

焊接过程中需区分各种材质，严格按设计图纸要求，控制各直管中心尺寸；

焊接后需进行喷砂处理；组装焊接其余零部件；安装保温盒，焊接法兰采用专用夹具进行安装，保证两法兰中心距及装配孔的位置；

5）、检验

    根据设计图纸要求，对辐射管各尺寸进行检验；组装后的成品需进行整体试压，保证经0.8Mpa气压下波纹管及接管焊接处不漏气，PT着色探伤检查无缺陷； 按照设计的图纸要求提供各种检验报告；

6）、包装

 对检验合格的辐射管进行包装。

Claims (4)

1.燃气辐射管的加工方法，其特征在于：加工步骤如下：

一、铸管1）、材料准备 ， 采购制造燃气辐射管所需的主要原材料：低铬、镍板、硅铁、锰铁、电极；

 2）根据管体设计图纸要求，设计模具：

模具内径=设计图纸尺寸+收缩率（1.025%）+涂层厚度（0.8mm-1mm）；

模具长度≥毛坯长度+收缩率（1.025%）+加工余量（20mm-30mm）；

3）浇铸工艺：采用卧式离心铸造法，浇铸管体，材料为HK40，其中主要成分为碳0.35-0.45%，硅铁1-1.75%，锰≤1.5%，铬24-26%，镍19-22%，其余为铁，杜绝采用返回料，提高各零部件的机械性能；

浇注温度：根据管体长度浇铸温度控制在1560℃-1580℃ ；  

 浇铸速度： 钢水倒到模具中，5秒钟成形 ；    

模具温度：根据模具及铸件的壁厚控制在180℃-220℃；

  离心铸造转速1450转 /分 ；  运行时间 10分钟；  

4）试样的取样：

     化学成分： 碳0.35-0.45%、硅1-1.75%、锰≤1.5%，铬24-26%、镍19-22%； 机械性能：　　抗拉强度                                                

MN/㎡=550，  屈服强度

MN/㎡=200，伸长率

%≥40，  收缩率

%＞55，硬度≤187HB为合格；

 5）脱模处理：离心机停止后，立即脱模，防止毛坯变形；

6）外表面喷丸处理：要求清洗铸件的表面涂层及内壁的氧化皮，使壁内光滑平整，辐射管表层麻面清澈、均匀；

7）铸管检验：

将铸造好的管体进行气密试验，压力0.8Mpa，不漏气为合格，并对铸管表面检查，无缺陷、麻点分布均匀为合格；

二、将铸造好的管体进行直管的机械加工：

1）按设计图纸长度+加工余量（20mm-30mm），下料；

   2）根据设计图纸加工直管止口及焊接坡口，控制直管总长；

辐射管内孔进行机加工，去除氧化皮；

     3）在管体上注明材质，以便焊接时区分；

     三、检验：

    根据设计图纸要求，对辐射管各尺寸进行检验；成品需进行整体试压，保证经0.8Mpa气压下焊接处不漏气，PT着色探伤检查无缺陷； 按照设计的图纸要求提供各种检验报告；

四、包装：

 对检验合格的辐射管进行包装。

2.燃气辐射管的加工方法，其特征在于：铸造弯头的加工步骤如下：

1）采用精密铸造法浇铸弯头；弯头材质采用HK40；

  2）铸造弯头表面需清砂处理，检查有无夹渣、缩孔；

      3）清理后的弯头经0.8Mpa气压检验无渗漏现象为合格；

      4）机械加工：将气压检验合格的弯头按设计图纸要求加工，车焊接坡口；

       5）检验：经车加工后的弯头着色检查，要求无裂缝、夹渣、缩松；弯头需注明材质，以便焊接时区分。

3.燃气辐射管的加工方法，其特征在于：直管、弯头的组装焊接步骤如下：.

1）组装前先检验各零部件尺寸是否符合设计图纸要求；

2）直管、弯头的检验包括气压、长度、焊接坡口三大因素合格方可焊接，焊接坡口热影响区需着色处理，组装焊接坡口需一致，杜绝错边现象；

3）选择与直管、弯头相同的焊材；按焊接标准JB4730-2005执行；

4）焊接过程中需区分各种材质，严格按设计图纸要求，控制各直管中心尺寸；

5）焊接后需进行喷砂处理。

4.根据权利要求3所述的燃气辐射管的加工方法，其特征在于：  所述的直管与弯头的坡口焊接总体分三步，a）．打底焊　b）．填充焊　c）．盖面焊；

　　a）打底焊——按标准坡口钝边厚度1.2mm以下，电流控制在90A—120A，主要以小电流快速均匀进行，坡口需焊透，杜绝出现瘤焊和严重的内凸现象，达到单面焊接双面成型标准，打底焊必须进行着色处理，重点不能出现电弧点裂纹现象；

    b）填充焊——电流控制在150A-160A，主要控制两个方面：

第一，层间焊接温度不宜过高，防止出现热裂纹；第二，填充层杜绝出现未熔现象；第三，合格控制母材融合深度，按标准，一般控制在渗透母材不大于0.5mm；

 c）盖面焊——电流控制在140A-150A，一，焊缝外观整齐平整；二，焊缝高度正常高于母材1mm；三，焊缝不能出现咬边、焊瘤、保证焊缝平滑，电弧点需打磨。

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