CN1904539A - 翅片换热管及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种翅片换热管及其制造方法，使用在电站空气冷却凝汽器和石化空气冷却器上。它由基管(1)、翅片或肋片(2)组成，并通过热浸镀铝或铝合金的方法使基管与翅片之间渗入铝或铝合金镀液，冷却后使基管和翅片焊接成一体，同时在翅片表面形成耐腐蚀的铝或铝合金镀层(3)。相对于目前使用的热浸镀锌方法，本发明寻求到了金属锌的替代材料，缓解了目前锌资源紧缺的供需矛盾，大大降低换热元件的生产成本。
Description
技术领域：
本发明涉及一种换热元件。尤其是涉及一种用于外侧换热介质为空气或其它气体的翅片换热管及其制造方法。主要使用在电站空气冷却凝汽器和石化空气冷却器等设备上。
背景技术：
翅片管是气体换热器(如空气冷却器等)的核心和关键元件，它的性能直接影响换热器的性能和应用。在目前使用的翅片管中，椭圆管套矩形翅片管、椭圆管绕钢椭圆翅片管和圆管绕钢翅片管较常见，广泛应用于电站和石化行业的空冷器、气体换热器等换热设备上。这些翅片管的共同特点是，在经过翅片和基管的装配后，即把翅片套在或绕在基管上后，需经过热浸锌处理。热浸镀锌的作用：(1)将锌液渗入翅片和基管的间隙中，使二者焊成整体，减小基管与翅片之间传热的热阻，提高换热效率；(2)在基管外表面和翅片表面形成镀锌层，使换热器管外侧有较好的耐腐蚀性能，达到长期在恶劣环境下使用的目的。但是，由于翅片管的外表面积很大，在热镀锌过程中消耗大量的金属锌。由于目前锌资源供应形势非常严峻，锌的价格急剧攀升，从06年1月到5月份锌的价格已涨一倍，使热镀锌的成本大大提高。根据预测，以后金属锌的价格走势仍不断地增高。由于镀锌过程中耗锌的成本已占换热元件总材料成本的主要部分，故此类换热元件价格居高不下。另外，镀锌翅片换热管耐热性和耐腐蚀性较差。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种原材料成本低、耐热性和耐腐蚀性好的翅片换热管及其制造方法。
本发明的目的是这样实现的：一种翅片换热管，由基管、翅片或肋片组成，翅片或肋片串套或缠绕在基管，在基管与翅片或肋片之间的间隙中有焊接金属层，在基管外表面和翅片或肋片表面有金属镀层，其特征在于：所述焊接金属层或金属镀层材质为铝或铝合金。
本发明的制造方法是：首先，将翅片或肋片串套或者缠绕在基管上，完成翅片管的装配工序，再将装配好的翅片管进行脱脂除锈处理；然后，将净化后的翅片管浸涂助镀剂，使翅片或肋片表面形成完整的助镀剂薄膜，保护翅片不受氧化污染；最后，将翅片管进行预加热后，先放入融熔盐中进行盐浴处理，再放入镀锅内浸在熔融铝或铝合金液中，这时翅片表面的助镀剂膜自行熔化脱除露出清洁的钢表面，铝液润湿翅片表面并渗入和充满基管与翅片的间隙，把翅片管从镀锅中取出，缓慢冷却后在翅片表面形成均匀连续的镀铝层，基管和翅片已焊接成一整体。
所述助镀剂的成分是ZnCl、NaCl、NaF或KCl，助镀剂的温度控制在90℃以上，浓度为饱和浓度。
所述翅片管预加热温度不超过300℃。
所述融熔盐成分是KCl、NaCl或NsF。
所述铝液的温度是700℃±20℃，浸镀时，翅片管在铝液中晃动。
本发明采用热浸镀铝方法进行翅片与基管的焊接和在翅片表面形成耐蚀镀层，相对于目前使用的热浸镀锌方法，本发明具有以下优点：
(1)寻求金属锌的替代材料，缓解了目前锌资源紧缺的供需矛盾，大大降低换热元件的生产成本。铝是地球上最丰富的金属元素，铝元素在地壳中比铁资源还多。铝的市场价格已远低于锌，而且由于铝的比重小，在相同镀层厚度的情况下，铝的涂敷面积是锌的2.6倍。
(2)优良的耐热性。本发明在450℃以下的温度可长期使用，其耐热性相当于13Cr不锈钢，比镀锌元件的最高使用温度大大提高。
(3)优异的耐腐蚀性。镀铝后的翅片有优异的耐大气腐蚀性，特别对含有SO2、H2S、NO2、CO2的大气环境更具优越性，资料介绍钢材镀铝后耐腐蚀性是镀锌的5-9倍。钢材镀铝后对硫化物的腐蚀，其耐蚀性能甚至超过高等级的不锈钢。
附图说明：
图1为本发明翅片换热管的结构示意图。
图中：基管1，翅片或肋片2，表面镀层3，焊接金属层4。
具体实施方式：
参见图1，本发明翅片换热管及其制造方法，由基管1、翅片或肋片2组成。基管1与翅片或肋片2装配后通过热浸镀铝或铝合金的方法形成的翅片或肋片与基管之间的焊接金属层4和翅片表面镀层3。该方法的具体工艺步骤如下：
a、将翅片肋片和基管装配好。有两种翅片管的装配形式：(1)将翅片一片片冲好后，通过机械或手工的方式把翅片串装在换热基管上(2)将长翅片通过机械的方式缠绕在基管上。基管可以是椭圆形、近似椭圆形或圆形的。装配好的翅片管两端部翅片需固定，防止翅片在随后的工序和搬运中位置变动。
b、对翅片管进行前处理。即进行脱脂除锈，流程包括碱洗—水洗—酸洗—水洗。
C、浸涂助镀剂。助镀剂的成分有ZnCl、NaCl、NaF、KCl等，助镀剂的温度控制在90℃以上，浓度为饱和浓度。
d、预热处理。可将翅片管在专用的预热炉中预热，温度不超过300℃。
e、盐浴处理。将翅片管放入融熔盐中进行处理，熔盐成分KCl，NaCl，NsF，AlF等。
F、热浸镀铝：在镀铝锅内进行，铝液成分可以是纯铝，也可以是铝合金。铝液的温度700℃左右。浸镀时间为5-10分钟，浸镀时，翅片管在铝液中需晃动，增强铝液渗入翅片与基管间隙的能力。
d、缓慢冷却。翅片从镀铝锅中提出后，放入保温炉中进行缓慢冷却，防止因冷却过快引起较大的变形。
f、后处理。对热浸镀后的翅片管进行钝化处理。
Claims (8)
1、一种翅片换热管，由基管(1)、翅片或肋片(2)组成，翅片或肋片(2)串套或缠绕在基管(1)，在基管(1)与翅片或肋片(2)之间的间隙中有焊接金属层(4)，在基管(1)外表面和翅片或肋片(2)表面有金属镀层(3)，其特征在于：所述焊接金属层(4)或金属镀层(3)材质为铝或铝合金。
2、一种如权利要求1所述的翅片换热管的制造方法，其特征在于该方法包括以下工艺步骤：首先，将翅片或肋片串套或者缠绕在基管上，完成翅片管的装配工序，再将装配好的翅片管进行脱脂除锈处理；然后，将净化后的翅片管浸涂助镀剂，使翅片或肋片表面形成完整的助镀剂薄膜；最后，将翅片管进行预加热后，先放入融熔盐中进行盐浴处理，再放入镀锅内浸在熔融铝或铝合金液中，这时翅片表面的助镀剂膜自行熔化脱除露出清洁的钢表面，铝液润湿翅片表面并渗入和充满基管与翅片的间隙，把翅片管从镀锅中取出，缓慢冷却后在翅片表面形成均匀连续的镀铝层，基管和翅片已焊接成一整体。
3、根据权利要求2所述的一种翅片换热管的制造方法，其特征在于：所述助镀剂的成分是ZnCl、NaCl、NaF或KCl。
4、根据权利要求3所述的一种翅片换热管的制造方法，其特征在于：所述助镀剂的温度控制在90℃以上，浓度为饱和浓度。
5、根据权利要求2所述的一种翅片换热管的制造方法，其特征在于：所述翅片管预加热温度不超过300℃。
6、根据权利要求2所述的一种翅片换热管的制造方法，其特征在于：所述融熔盐成分是KCl、NaCl或NsF。
7、根据权利要求2所述的一种翅片换热管的制造方法，其特征在于：所述铝液的温度是700℃±20℃，浸镀时，翅片管在铝液中晃动。
8、根据权利要求2所述的一种翅片换热管的制造方法，其特征在于：翅片管在铝液内的浸镀时间为5-10分钟。
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