一种钛铜复合的高效换热管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种钛铜复合的高效换热管，属于机械技术领域。该换热管由内层基材钛合金管及外层衬材铜合金管复合而成，外层衬材铜合金管外表面加工成凸台结构。本实用新型专利技术有利于提高换热器换热效率，减小换热器的体积，减轻换热器的重量，提高换热器的抗疲劳性能，增强换热器的耐腐蚀性，也极大地提高了换热器的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种钛铜复合的高效换热管，属于机械

技术介绍
在舰船制造、化工制碱、核电生产等领域，涉及到以海水或腐蚀性强的介质作为热交换载体的热交换管道部件中，管道材料的耐腐蚀性能是设计选材最主要的因素之一。同时在舰艇的空冷器、核电冷凝汽轮机、原油管道冷却等涉及到热交换的空心管件，不光考虑到腐蚀性能，还要考虑到管件的刚性承压需求，更要考虑到换热的效率，以及生产成本以及后期维修周期和费用。目前国内换热管的材料一般为铜合金或者是不锈钢材料，但是这两种换热管中，铜合金换热管主要是黄铜管(HSn70-l、HAL77-2)与白铜管(BFel0-l-l、BFe30-l_l)。铜合金换热管在海水中工作，化学腐蚀(脱锌、脱镍)较为严重，换热器使用寿命有限，腐蚀泄漏故障率极高；不锈钢换热管耐海水腐蚀依然不够，另一方面，传热效率却不到铜的1/20，传热效率低；因此难以推广使用。在耐腐蚀性、传热效率以及刚性承重这三方面均兼顾的情况下，钛合金抗腐蚀性能优越，刚性承重能力强，铜合金的传热效率极高约为386.4ff/(m.k)，所以本技术“一种钛铜复合管材的高效换热管”，就是综合了两种金属管材的优势，既利用了钛的耐腐蚀性又利用了铜的优良导热性能，开发了高效的钛铜复合管材。钛的比重为4.5g/cm3，质量轻；比强度(强度与密度之比)为29，刚性好，强度高，能作为承压管道使用，在管内走海水或其他腐蚀性流体，管外接触淡水或空气。钛铜复合管的特殊结构使得它与纯钛材管道相比，既能满足特殊环境对管道耐蚀性能的要求，又能很大程度上节约了钛金属的使用，降低了制造成本，提高了传热效率，可完全满足高性能、多功能的要求。因此，从国家有关节能、节材的产业发展政策来说，双金属复合管又是一种节约型、高附加值的高新技术产品。钛因其比强度高、耐腐蚀性强逐渐在舰船等耐腐蚀领域应用越来越广泛，但钛的传热性能很差，约为铜的1/25，现有技术急需一种耐腐蚀、传热性能好、成本低的双金属复合管。
技术实现思路
本技术提供了一种钛铜复合的高效换热管，解决了现有技术中化学腐蚀较为严重，换热器使用寿命有限，腐蚀泄漏故障率极高、传热效率低等问题。为了解决上述问题，本技术的技术方案如下:一种钛铜复合的高效换热管，该换热管换热管外表面加工成凸台结构3。优选地，所述换热管，由内层基材钛合金管I及外层衬材铜合金管2复合而成，外层衬材铜合金管2外表面加工成凸台结构3。所述凸台结构3，通过旋压加工而成。所述内层基材钛合金管I及外层衬材铜合金管2通过拉伸减径复合。优选地，所述外层衬材铜合金管2为紫铜管或白铜管。更优选地，所述紫铜管为TPl或TP2 ;所述白铜管为BFelO-1-1或BFe30-l_l。优选地，所述换热管外径为15mm-30mm，换热管光端壁厚为0.9mm-1.7mm,底壁厚度为 0.,Smm-Q.9mm。优选地，所述内层基材钛合金管I壁厚为0.3mm-0.7mm ;所述外层衬材铜合金管2壁厚为 0.6mm-1.0mm。优选地，所述凸台结构3，高度为0.4mm-0.8mm。优选地，所述凸台结构3，沿换热管的轴向平均螺距为1.3_。所述换热管基材选用耐腐蚀性好、质轻、比强度高的TA系列钛光管，优选为TA0-TA2，可以接触海水或其他腐蚀性流体，并起到整体刚性作用，衬材选用传热效率高的紫铜或白铜光管，优选材质分别为:紫铜管TP1、TP2，白铜管BFel0-l-l、BFe30-l-l。所述换热管光端壁厚为内层基材钛合金管I和外层衬材铜合金管2的整体光端壁厚。所述换热管底壁厚度不包括凸台结构的高度。本技术基材选用耐腐蚀性好、质轻、比强度高的系列钛光管，衬材选用传热效率高的紫铜或白铜光管。在加工钛铜复合管材的过程中，主要采用的技术是拉伸减径复合+塑性旋压成型加工。拉伸复合是将基材钛合金光管，衬材铜合金光管，采用拉伸的加工方式，使两种管材复合到一起，然后在加工衬材外表面，通过旋压成形在复合管材外表面即衬材铜合金h4上加工生成凸台，使复合管材外表面形成更大的换热表面，弥补钛材低导热率的缺陷，从而提高了钛铜复合管材的传热效率。本技术钛铜复合管具有以下特征:1.基材材料由耐腐蚀材质钛(合金)制成；衬材材料由传热效率高的紫铜或白铜材质构成，工况下钛合金发挥了耐腐蚀性，铜合金发挥了传热效率高的材料特性。2.本技术“一种钛铜复合的高效换热管”的相关参数如(图5)所示:钛铜复合管材的外径⑶可为Φ 15mm到Φ 30mm，基材钛管h3壁厚为0.3-0.7mm，衬材铜管h4壁厚为0.6-1.0mm,光端壁厚综合壁厚T为0.9-1.7mm。3.本技术“一种钛铜复合的高效换热管”管外表面沿轴向具有一定螺距的凸台，每个凸台相对独立，外翅螺距(FPI)每英寸为10到30个平均螺距约为1.31mm，凸台高度(hi)为0.4-0.8_，加工后底壁厚h2为0.5-0.9mm之间，衬材加工后外表面面积是原来光滑管表面积的2倍以上。本技术的有益效果:1.本技术生产设计出一种双金属复合管，在使用海水的换热装备中，在海水侧利用钛的耐腐蚀性能，空气或淡水侧利用铜的高效传热性能，充分利用了材料的功能优势，节省了价格高昂的钛金属材料，充分体现了经济的优越性。2.本技术具有很高的耐腐性，外表面旋压成形加工凸台增大了换热效率，同时减少了钛材的使用，降低了生产成本，其综合性能具有明显的优越性，在舰船行业、石化、核工业、海水冷却等相关行业领域有着广阔的发展及应用空间。3.本技术有利于提高换热器换热效率，减小换热器的体积，减轻换热器的重量，提高换热器的抗疲劳性能，增强换热器的耐腐蚀性，也极大地提高了换热器的使用寿命O【附图说明】图1为本技术示意图；图2为本技术复合面截面放大图；图3为技术局部视图；图4为本技术局部视图；图5为本技术部分剖视放大图；(1，内层基材钛合金管；2，外层衬材铜合金管；3，凸台结构；hl，凸台高度；h2，底壁厚度出3，基材厚度；h4，衬材厚度；FPI，平均螺距；D，管材外径；T，光端壁厚)。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本技术做进一步说明，以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛铜复合的高效换热管，其特征在于，换热管外表面加工成凸台结构(3)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许沂，于传富，蒋强，肖波，刘晓雨，
申请(专利权)人：航天海鹰哈尔滨钛业有限公司，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23