一种高通量换热管的制备方法技术

本申请涉及换热器零部件的技术领域，更具体地说，它涉及一种高通量换热管的制备方法。一种高通量换热管的制备方法，包括以下步骤：（一）对碳钢管的内/外表面进行去油除锈，随后干燥得到碳钢管预处理管；（二）将有机硅胶黏剂以及铝合金粉末混合，随后均匀涂覆于碳钢管预处理管的内/外表面，之后进行干燥预固化得到高通量换热管粗坯；（三）对高通量换热管粗坯进行钎焊烧结并保温，其中，烧结温度为1200

【技术实现步骤摘要】
一种高通量换热管的制备方法


[0001]本申请涉及换热器零部件的
，更具体地说，它涉及一种高通量换热管的制备方法。

技术介绍

[0002]高通量换热管是一种用于强化沸腾传热的高效换热器，其主要是通过在普通换热管的内/外表面烧结金属多孔层，从而将换热管表面的膜状沸腾改变为泡核沸腾，因此得到沸腾传热系数高、沸腾所需壁温低、临界热负荷高、操作平稳、弹性大等优点，进而广泛应用于炼油、石油、化工、冶金、海水淡化、天然气储运、空分、制冷等行业中。
[0003]对于在普通换热管的内/外表面烧结金属多孔层的方法主要是粉末冶金法，即在保护气氛下对换热管以及金属涂层进行烧结熔化，且在烧结时换热管仍处于固态。而烧结过程中，金属涂层通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列物理化学过程，最后得到具有孔隙结构的高通量换热管。
[0004]然而，现有的高通量换热管在使用过程中烧结烧结层容易脱落，另外由于孔隙结构的存在，所以在高通量换热管使用一定周期后，高通量换热管的孔隙内将附着大量的污垢，因此需要定期使用高压水枪(5mPa)对这些污垢进行物理冲刷清洗，以保证高通量换热管优良的热传导效率。
[0005]然而，在操作人员通过高压水枪对孔隙进行冲洗时，烧结层容易从碳钢管上发生脱落造成高通量换热管失效，进而使得高通量换热管的使用寿命较短。

技术实现思路

[0006]为了改善烧结层很容易从碳钢管上脱离的问题，本申请提供一种高通量换热管的制备方法。
[0007]本申请提供的一种高通量换热管的制备方法采用如下的技术方案：一种高通量换热管的制备方法，包括以下步骤：(一)对碳钢管的内/外表面进行去油除锈，随后干燥得到碳钢管预处理管；(二)将有机硅胶黏剂以及铝合金粉末混合，随后均匀涂覆于碳钢管预处理管的内/外表面，之后进行干燥预固化得到高通量换热管粗坯；(三)对高通量换热管粗坯进行钎焊烧结并保温，其中，烧结温度为1200
‑
1400℃，保温时间为60
‑
100min，最后冷却得到高通量换热管。
[0008]通过采用上述技术方案，由于铝合金粉末通过有机硅胶黏剂固定连接于碳钢管预处理管的内外表面，所以在对高通量换热管粗坯进行烧结保温时，有机硅胶黏剂中的硅将与碳钢管中的碳在高温下进行反应并形成碳化硅的晶须，从而促使碳化硅晶须可以对铝合金粉末与碳钢管进行锁定，进而即使操作人员通过高压水枪(20Mpa)对高通量换热管进行清洗时，铝合金涂层也难以脱离碳钢管，有效延长高通量换热管的使用寿命，提高高通量换热管的使用效果。
[0009]优选的，(一)中，通过氢氧化钠水溶液与硼酸钠的混合物对碳钢管的内/外表面进行去油处理，随后冲洗并干燥，之后再通过硬钎焊钎剂－硼酸对碳钢管内/外表面的氧化物进行清理。
[0010]通过采用上述技术方案，由于在(一)中通过硬钎焊钎剂－硼酸对碳钢管内/外表面的氧化物进行清理，所以在对高通量换热管粗坯进行烧结保温时，残留的硼酸将与铝合金粉末中部分氧化形成的氧化铝进行高温反应，进而在对铝合金粉末中的氧化物进行去除的同时，还可以与氧化铝形成硼酸铝晶须。
[0011]而硼酸铝晶须又可以对碳化硅晶须进行缠绕阻隔，从而形成由硼酸铝晶须以及碳化硅进行构成的立体网状结构，进一步减少铝合金涂层脱离碳钢管的可能性，间接延长高通量换热管的使用寿命，提高高通量换热管的使用效果。
[0012]优选的，(三)中，首先对高通量换热管粗坯在1200
‑
1300℃的温度下进行一次烧结，并保温20
‑
30min，随后对高通量换热管粗坯在1300
‑
1400℃的温度下进行二次烧结，并保温40
‑
70min。
[0013]通过采用上述技术方案，由于(三)中对高通量换热管粗坯进行两次烧结保温，从而促使碳化硅晶须以及硼酸铝晶须的形成更为简单方便，且碳化硅晶须与硼酸铝晶须可以更为简单方便地形成立体网状结构。
[0014]优选的，(一)与(二)之间还对碳钢管预处理管的内/外表面进行刨丝处理，且所述碳钢管预处理管的内/外表面在进行刨丝处理后形成有连接槽。
[0015]通过采用上述技术方案，由于(一)与(二)之间还对碳钢管预处理管进行刨丝处理，所以碳钢管预处理管的内/外表面将形成连接槽，而相对于光滑的表面来说，凹槽或者凸起的设置可以增大碳钢管预处理管与铝合金粉末的接触面积，从而促使设置有凹槽或者凸起的表面可以更为牢固地对铝合金粉末进行连接，有效减少铝合金涂层脱离碳钢管的可能性。
[0016]优选的，所述连接槽包括竖直部以及锁定部，所述竖直部垂直开设于碳钢管预处理管的内/外表面，而锁定部对称开设于竖直部的槽壁上，且所述锁定部与所述竖直部呈夹角设置。
[0017]通过采用上述技术方案，由于连接槽由竖直部以及锁定部组成，且锁定部与竖直部呈夹角设置，所以在铝合金涂层固定于碳钢管的表面时，锁定部的槽壁可以对铝涂层进行锁定限位，进一步减小铝合金涂层脱离碳钢管的可能性。
[0018]优选的，所述锁定部与所述竖直部呈直角设置。
[0019]通过采用上述技术方案，当锁定部与竖直部呈钝角设置时，由于锁定部的槽壁向靠近竖直部的方向逐渐向铝涂层脱离碳钢管的方向倾斜，所以锁定部的槽壁将对铝涂层脱离碳钢管的操作进行辅助导向，从而有效减小锁定部对铝涂层的锁定效果。
[0020]而当锁定部与竖直部呈锐角设置时，由于锁定部的槽壁向靠近竖直部的方向逐渐向铝涂层流入连接槽的方向倾斜，所以在铝涂层填充连接槽时，锁定部的槽底可能残留一部分空气，从而导致锁定部内难以完全填充铝涂层，间接减小锁定部对铝涂层的锁定效果。
[0021]而当锁定部与竖直部呈直角设置时，锁定部的槽壁除了难以对铝涂层脱离碳钢管的操作进行导向之外，还可以促使铝涂层可以完全填充于连接槽内，有效提高锁定部对铝涂层的锁定效果。
[0022]优选的，所述铝合金粉末包括铝以及铝基钎焊材料，且所述铝与铝基钎焊材料的重量比例为(6
‑
8)：(2
‑
4)。
[0023]通过采用上述技术方案，由于铝基钎焊材料的设置，所以在对铝合金粉末以及碳钢管进行连接时，铝基钎焊材料可以对铝的熔点进行调节，并有效改善铝与碳钢管连接处的晶格结构，进而减小铝合金涂层脱离碳钢管的可能性。
[0024]优选的，所述钎焊材料为Al、Cu、Zn、Mg、Ni、Mo中的一种或者几种的混合物。
[0025]通过采用上述技术方案，由于Al、Cu、Zn的设置，所以在对铝合金粉末和碳钢管进行连接时，Al、Cu、Zn可以形成Zn
‑
Al
‑
Cu体系，从而调节铝合金粉末的熔点，促使铝合金粉末可以更为稳定地连接于碳钢管上。
[0026]而由于Mg、Ni的设置，所以在对铝合金粉末和碳钢管进行连接时，Mg、Ni可以进行辅助钎焊以及自钎焊，从而促使铝合金粉末与碳钢管的连接更为简单方便。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高通量换热管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（一）对碳钢管的内/外表面进行去油除锈，随后干燥得到碳钢管预处理管（1）；（二）将有机硅胶黏剂以及铝合金粉末混合，随后均匀涂覆于碳钢管预处理管（1）的内/外表面，之后进行干燥预固化得到高通量换热管粗坯；（三）对高通量换热管粗坯进行钎焊烧结并保温，其中，烧结温度为1200
‑
1400℃，保温时间为60
‑
100min，最后冷却得到高通量换热管。2.根据权利要求1所述的高通量换热管的制备方法，其特征在于：（一）中，通过氢氧化钠水溶液与硼酸钠的混合物对碳钢管的内/外表面进行去油处理，随后冲洗并干燥，之后再通过硬钎焊钎剂－硼酸对碳钢管内/外表面的氧化物进行清理。3.根据权利要求2所述的高通量换热管的制备方法，其特征在于：（三）中，首先对高通量换热管粗坯在1200
‑
1300℃的温度下进行一次烧结，并保温20
‑
30min，随后对高通量换热管粗坯在1300
‑
1400℃的温度下进行二次烧结，并保温40
‑
70min。4.根据权利要求1所述的高通量换热管的制备方法，其特征在于：（一）与（二）之间还对碳钢管预处理管（1）的内/外表面进行刨丝处理，且所述碳钢管预处理管（1）的内/外表面在进行刨丝处理后形成有连接槽（3）。5.根据权利要求4所述的高通量换热管的制备方法，其特征在于：所述连接槽（3）...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛国均，费东辉，
申请(专利权)人：宁波安信化工装备有限公司，
类型：发明
国别省市：