CN218612219U - 一种双金属复合内齿水冷壁管的胀接扩散焊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双金属复合内齿水冷壁管的胀接扩散焊装置，涉及双金属管的复合连接装置技术领域，包括外管与内齿管，内齿管穿入外管内，且保持外管与内齿管两端端面对齐；还包括胀杆，胀杆插入内齿管内，胀杆与内齿管之间且位于内齿管的两端设置有密封球囊；胀杆内部设有两路高压液体通路，其中一路高压液体通路连通密封球囊，用于密封外管与内齿管，另外一路高压液体通路连通内齿管，用于连接外管与内齿管。本实用新型具有胀接过程中不会破坏内表面的齿形结构，接合面焊合，不会产生接触热阻而影响换热、胀接过程中外管不会发生不可逆转的变形、操作简单且成本低，生产效率要高的效果。

Description

一种双金属复合内齿水冷壁管的胀接扩散焊装置

技术领域

本实用新型涉及双金属管的复合连接装置技术领域，更具体地说，它涉及一种双金属复合内齿水冷壁管的胀接扩散焊装置。

背景技术

目前电站锅炉的水冷壁换热管采用的都是单层厚壁无缝管，且内表面未进行强化传热处理，因此市面上开发出了一种内表面进行强化传热的锅炉水冷壁管，以使得该管材内表面传热能力更强。该管材是采用双层复合的技术制成，外层采用常规锅炉管，内层采用具有管内强化齿形的焊接内齿管，将两层管材通过一定方法连接到一起形成能在高温、高压下工作，且具有极强的内表面沸腾传热系数。

针对上述管材，现有技术已有成品，且焊接内齿管也具有完善的制造工艺，但是目前最大的难点就是外管和内管的连接复合问题。其难点包括以下几点：1、内外管之间需要胀接才能紧密贴合；2、胀接过程中不能破坏内表面的齿形结构；3、接合面必须焊合，不然会产生接触热阻，影响换热；4、胀接过程中外管不能发生不可逆转的变形；5、焊接操作必须简单且要求成本低，生产效率要高。

基于上述问题，本实用新型提出一种双金属复合内齿水冷壁管的胀接扩散焊装置。

实用新型内容

针对实际运用中这一问题，本实用新型目的在于提出一种双金属复合内齿水冷壁管的胀接扩散焊装置，具体方案如下：

一种双金属复合内齿水冷壁管的胀接扩散焊装置，包括外管与内齿管，所述内齿管穿入外管内，且保持外管与内齿管两端端面对齐；

还包括胀杆，所述胀杆插入内齿管内，胀杆与内齿管之间且位于内齿管的两端设置有密封球囊；

所述胀杆内部设有两路高压液体通路，其中一路高压液体通路连通密封球囊，用于密封外管与内齿管，另外一路高压液体通路连通内齿管，用于连接外管与内齿管。

进一步的，所述内齿管两端靠近端面处设为光滑段；

且密封球囊位于光滑段上。

进一步的，所述胀杆包括连接成一体式的导向头、插入段与外置段，其中：

所述导向头设为子弹头结构，所述插入段与外置段均设为直杆型结构。

进一步的，所述密封球囊套设于插入段两端。

进一步的，其中一路所述高压液体通道为密封球囊高压通道，密封球囊高压通道与两端密封球囊连通；

并且，密封球囊高压通道上靠近导向头的一端端面设为封闭端，密封球囊高压通道上另一端延伸至外置段并开设有密封球囊高压输入口。

进一步的，另外一路所述高压液体通道为胀管高压输送通道；

胀管高压输送通道一端位于插入段中间位置并开设有胀管高压排出口，另一端延伸至外置段端面并开设有胀管高压通入口。

进一步的，所述胀杆的长度大于外管、内齿管的长度。

进一步的，所述插入段的直径与内齿管的内径相等。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型中，外管与内齿管之间设置胀杆辅助实现胀接、扩散焊连接，基于胀杆上设置的密封球囊、密封球囊高压通道、胀管高压输送通道，采用高压水胀接，实现外管与内齿管之间的紧密贴合及密封，因为水不会损伤内齿的齿形，即胀接过程中不会破坏内表面的齿形结构，外管也不会发生不可逆转的变形，所以生产出来的双金属管传热效果好，质量好；外管与内齿管之间采用扩散焊连接，即，管内加高压使内管外壁和外管内壁紧密贴合，然后加高温，使两层材料之间发生原子扩散，进而连接在一起，实现了外管与内齿管结合面焊合，避免产生接触热阻，保证双金属管的换热效果；整个装置在进行生产时，操作简单、成本低，生产效率高。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的整体示意图；

图2为本实用新型图1中A-A剖视图；

图3为本实用新型中胀杆的立体图；

图4为本实用新型中胀杆的正视图；

图5为本实用新型图4中B-B剖视图。

附图标记：1、外管；2、内齿管；

3、胀杆；31、导向头；32、插入段；33、外置段；

7、密封球囊；

8、密封球囊高压通道；9、密封球囊高压输入口；

10、胀管高压输送通道；11、胀管高压排出口；12、胀管高压通入口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1-5所示，一种双金属复合内齿水冷壁管的胀接扩散焊装置，包括外管1与内齿管2，内齿管2穿入外管1内，且保持外管1与内齿管2两端端面对齐，以形成双金属复合水冷壁管。

为实现外管1与内齿管2之间的连接，胀接扩散焊装置还包括胀杆3，利用胀杆3，采用胀接和扩散焊的方式，辅助外管1和内齿管2实现连接。

具体地：

胀杆3包括连接成一体式的导向头31、插入段32与外置段33，其中：

导向头31设为子弹头结构，插入段32与外置段33均设为截面为圆形的直杆型结构。

胀杆3的长度大于外管1、内齿管2的长度。

胀杆3通过导向头31的导向作用，插入内齿管2内，插入内齿管2的部分为插入段32，插入段32的直径与内齿管2的内径相等，位于内齿管2外部的部分为外置段33。

插入段32两端外部套设有密封球囊7。

当胀杆3插入内齿管2之后，密封球囊7置于胀杆3与内齿管2之间且位于内齿管2的两端。

并且为了避免密封球囊7密封时密封不严，内齿管2两端靠近端面处设为光滑段，且将密封球囊7设置于光滑段上。

胀杆3内部设有两路高压液体通路，其中一路高压液体通路连通密封球囊7，用于密封外管1与内齿管2，另外一路高压液体通路连通内齿管2，用于连接外管1与内齿管2。

其中一路高压液体通道为密封球囊高压通道8，密封球囊高压通道8与两端密封球囊7连通；并且，密封球囊高压通道8上靠近导向头31的一端端面设为封闭端，密封球囊高压通道8上另一端延伸至外置段33并开设有密封球囊高压输入口9。

另外一路高压液体通道为胀管高压输送通道10；胀管高压输送通道10一端位于插入段32中间位置并开设有胀管高压排出口11，通过该胀管排出口使得胀管高压输送通道10与内齿管2连通，另一端延伸至外置段33端面并开设有胀管高压通入口12。

基于上述双金属复合内齿水冷壁管的胀接扩散焊装置，该装置的进行外管1和内齿管2之间的胀接密封和扩散焊的生产方法为：

S1、内齿管2外表面、外管1内表面进行抛光、脱脂、酸洗，裸露出金属本体；

S2、内齿管2、外管1相互穿管，穿管后一头接头环形密封；

S3、管内充氢气排空气，排空空气后排出氢气，再抽真空，完成后另一个接头环形密封；

S4、内齿管2两头绞去内齿；

S5、插入胀杆3，使密封球囊7处于绞去内齿(即内齿管2上光滑段)的部分；

S6、从密封球囊高压输送口向密封球囊7内充入高压液体进行初密封；

S7、通过胀管高压通入口12向胀管高压输送通道10内充入胀接液体，排出胀管高压输送通道10内空气，空气排空后增加密封球囊7压力，彻底锁死两头；

S8、高压输送通道内胀接液体增压，胀接液体通过胀管高压排出口11进入内齿管2内，将内齿管2向外挤压膨胀，内齿管2外壁和外管1内壁紧密贴合；

S9、保持内齿管2内液体压力恒定(大于26MPa)，将内齿管2内液体(通常选纯净水)加热至600摄氏度，液体进入超临界状态；

S10、600度下残存的极微量氢气成还原性，能彻底清除金属表面的氧化物；

S11、高温高压作用下，外管1与内齿管2两层管壁接触面发生扩散焊，金属原子互相扩散，最终两层金属管融为一体；

S12、该状态下保持一段时间(大于30分钟)，使得内外两层能充分结合，对于未完全结合的部分也不要紧，因为该管道正常工作时的环境也是适宜发生扩散焊的，整个融合过程会发生在锅炉管使用的整个寿命周期，制造过程的扩散焊是为了保证内外管1的接触热阻能小于某个值，这样能保证锅炉运行的正常，日后随着使用，焊合面积越来越大，热阻越来越小，换热性能会略有提高。

利用本申请的胀接扩散焊装置进行内外管之间的连接，外管1与内齿管2之间采用高压水胀接，因为水不会损伤内齿的齿形；内管和外管1之间采用扩散焊连接，即，管内加高压使内管外壁和外管1内壁紧密贴合，然后加高温，使两层材料之间发生原子扩散，进而连接在一起。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种双金属复合内齿水冷壁管的胀接扩散焊装置，其特征在于，包括外管(1)与内齿管(2)，所述内齿管(2)穿入外管(1)内，且保持外管(1)与内齿管(2)两端端面对齐；

还包括胀杆(3)，所述胀杆(3)插入内齿管(2)内，胀杆(3)与内齿管(2)之间且位于内齿管(2)的两端设置有密封球囊(7)；

所述胀杆(3)内部设有两路高压液体通路，其中一路高压液体通路连通密封球囊(7)，用于密封外管(1)与内齿管(2)，另外一路高压液体通路连通内齿管(2)，用于连接外管(1)与内齿管(2)。

2.根据权利要求1所述的双金属复合内齿水冷壁管的胀接扩散焊装置，其特征在于，所述内齿管(2)两端靠近端面处设为光滑段；

且密封球囊(7)位于光滑段上。

3.根据权利要求1所述的双金属复合内齿水冷壁管的胀接扩散焊装置，其特征在于，所述胀杆(3)包括连接成一体式的导向头(31)、插入段(32)与外置段(33)，其中：

所述导向头(31)设为子弹头结构，所述插入段(32)与外置段(33)均设为直杆型结构。

4.根据权利要求3所述的双金属复合内齿水冷壁管的胀接扩散焊装置，其特征在于，所述密封球囊(7)套设于插入段(32)两端。

5.根据权利要求4所述的双金属复合内齿水冷壁管的胀接扩散焊装置，其特征在于，其中一路所述高压液体通道为密封球囊高压通道(8)，密封球囊高压通道(8)与两端密封球囊(7)连通；

并且，密封球囊高压通道(8)上靠近导向头(31)的一端端面设为封闭端，密封球囊高压通道(8)上另一端延伸至外置段(33)并开设有密封球囊高压输入口(9)。

6.根据权利要求5所述的双金属复合内齿水冷壁管的胀接扩散焊装置，其特征在于，另外一路所述高压液体通道为胀管高压输送通道(10)；

胀管高压输送通道(10)一端位于插入段(32)中间位置并开设有胀管高压排出口(11)，另一端延伸至外置段(33)端面并开设有胀管高压通入口(12)。

7.根据权利要求1所述的双金属复合内齿水冷壁管的胀接扩散焊装置，其特征在于，所述胀杆(3)的长度大于外管(1)、内齿管(2)的长度。

8.根据权利要求3所述的双金属复合内齿水冷壁管的胀接扩散焊装置，其特征在于，所述插入段(32)的直径与内齿管(2)的内径相等。

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