一種銅鎳合金高通量管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種銅鎳合金高通量管。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)大型化工企業(yè)，包括石油化工和煤化工低碳烯烴分離過(guò)程普遍使用傳統(tǒng)的管殼式換熱器，該換熱器采用光滑表面管。該換熱器雖然制造方便、價(jià)格便宜、維護(hù)簡(jiǎn)單，但是效率低下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)能量節(jié)約利用。國(guó)外普遍采用高效換熱管，制造高效換熱器，不但可以提高換熱效率，而且可以節(jié)約蒸汽量。常用的高效管有T型管、翅片管，波紋管、螺紋管、多孔表面管、高通量管等。這些換熱管都有自己的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，但是綜合比較，高通量管在沸騰換熱和冷凝傳熱中換熱效果最好，其中多孔表面的沸騰傳熱系數(shù)達(dá)到光管的10倍以上，縱槽的冷凝傳熱達(dá)到光管的3-4倍。
[0003]目前現(xiàn)有的高通量管無(wú)法制造外表面燒結(jié)多孔層/內(nèi)表縱槽銅鎳合金管。因?yàn)?，一部分屬于單面?qiáng)化管，一部分屬于異種材質(zhì)燒結(jié)多孔層的雙面強(qiáng)化管。
[0004]專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200920193165的專利文件中公開(kāi)的機(jī)加工多孔表面強(qiáng)化沸騰管，其通過(guò)機(jī)加工的方法在管子的外表面制造出多孔層，該方法制造的多孔表面無(wú)法與燒結(jié)多孔表面相比，首先燒結(jié)多孔表面的當(dāng)量直徑在70-90 μ m左右，而機(jī)加工的多孔表面當(dāng)量直徑在100-400 μm，遠(yuǎn)大于燒結(jié)多孔表面，所以其產(chǎn)生的汽化核心數(shù)量遠(yuǎn)小于燒結(jié)多孔表面，所以其換熱效率遠(yuǎn)小于燒結(jié)多孔表面。另一方面本發(fā)明的強(qiáng)化管主要用于石油化工的低碳烯烴分離過(guò)程中，這些有機(jī)溶劑表面張力很小，很適合燒結(jié)多孔表面，而機(jī)加工多孔表面，由于當(dāng)量直徑太大，所以只適合表面張力較大介質(zhì)的蒸發(fā)，如水，因此在石化工業(yè)中不適合。
[0005]專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N101738124 A的專利文件中公開(kāi)的內(nèi)翅片外燒結(jié)多孔層管，其管外燒結(jié)多孔層屬于異種材質(zhì)，燒結(jié)難度低，結(jié)合強(qiáng)度也低。管內(nèi)為螺旋型低翅片，加工容易，不能用于立式換熱器中。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種銅鎳合金高通量管，一方面解決單面強(qiáng)化管整體換熱效果差的瓶頸問(wèn)題，另一方面解決銅鎳合金內(nèi)表面縱槽加工難題，還解決了銅鎳合金金屬粉末與基體直接燒結(jié)不牢固的問(wèn)題。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了如下的技術(shù)方案:
[0008]本實(shí)用新型一種銅鎳合金高通量管，其包括銅鎳合金的基管，所述基管的內(nèi)表面沿軸向設(shè)置有若干整體輥乳成型的縱槽，所述基管的外表面設(shè)置有與所述基管同材質(zhì)的多孔層。
[0009]進(jìn)一步地，所述縱槽的數(shù)量為40?50條。
[0010]進(jìn)一步地，所述縱槽的槽深為0.3-0.5mm。
[0011]進(jìn)一步地，所述多孔層厚度為0.25-0.60mm，孔隙率為60-80 %，當(dāng)量直徑為70?90 μ mD
[0012]進(jìn)一步地，所述多孔層的當(dāng)量直徑為80 μπι。
[0013]本實(shí)用新型可以同時(shí)強(qiáng)化沸騰傳熱和冷凝傳熱，內(nèi)表面縱槽通過(guò)模具輥乳出來(lái)，縱槽延軸向均勻分布，最大偏差2個(gè)縱槽尺寸，燒結(jié)多孔表面通過(guò)采用銅鎳合金粉末與基體在高溫下燒結(jié)在一起，因?yàn)槭峭N材質(zhì)，相容性好，結(jié)合強(qiáng)度高，實(shí)驗(yàn)證明在石油化工行業(yè)使用十年也不脫落，能廣泛應(yīng)用于石油化工和各種精細(xì)化工企業(yè)的低碳烯烴蒸汽器、再沸器和冷凝器中。
[0014]本實(shí)用新型是一種雙面強(qiáng)化管，在外表面燒結(jié)多孔層，內(nèi)表面設(shè)置低縱槽，縱槽采用模具在管內(nèi)加工形成，縱槽的深度為傳統(tǒng)外表面縱槽的1/3左右，表面燒結(jié)多孔層，通過(guò)將粘結(jié)劑和粉末調(diào)成料漿，涂覆在換熱管表面，晾干后，在通有保護(hù)氣氛的燒結(jié)爐中高溫?zé)Y(jié)，形成均勻的多孔層。
[0015]本實(shí)用新型雙面強(qiáng)化管的內(nèi)表面縱槽基體采用適當(dāng)硬度的軟態(tài)銅鎳合金(如銅鎳合金C70600)，因?yàn)橛操|(zhì)銅鎳合金在加工縱槽的過(guò)程中，容易造成基體開(kāi)裂，但是如果材質(zhì)過(guò)軟，又容易造成基體變形，在加工縱槽時(shí)，槽深、槽寬等參數(shù)控制不準(zhǔn)，形成廢品，因此材料的硬度非常重要。外表面同質(zhì)燒結(jié)多孔層，采用保護(hù)氣氛燒結(jié)，防止在燒結(jié)中金屬粉末和基體氧化，采用在粉末中添加低溫助劑和活化劑，將燒結(jié)溫度降低到1000度左右，防止基體變形和熔化。通過(guò)控制粉末粒度分布，可以控制多孔層厚度均勻性；通過(guò)控制涂覆和燒結(jié)的時(shí)間，可以控制多孔層的厚度；通過(guò)控制燒結(jié)溫度和時(shí)間，可以控制燒結(jié)多孔層的結(jié)合強(qiáng)度。經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的多孔表面結(jié)合強(qiáng)度可以達(dá)到4Α-5Α，使用壽命可以達(dá)到10年以上。本實(shí)用新型的換熱管屬于雙面強(qiáng)化管，比一般的單面強(qiáng)化管的換熱性能大幅度提高，可以大幅減小換熱器的體積和換熱面積，一般可以比同類單面強(qiáng)化換熱管換熱面積削減一半，節(jié)約原材料。
[0016]本實(shí)用新型的銅鎳合金高通量管是一種新型的雙面強(qiáng)化管，它可以用于外表面蒸發(fā)，內(nèi)表面冷凝的立式換熱器中，該換熱管是目前各種強(qiáng)化有相變換熱過(guò)程中，換熱效果最好的換熱管。
[0017]本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果是:
[0018]本實(shí)用新型質(zhì)量可靠，同時(shí)強(qiáng)化沸騰傳熱和冷凝傳熱；本實(shí)用新型采用退火狀態(tài)的銅鎳合金，硬度適中，即保證基體不開(kāi)裂，又可以保證縱槽的特種參數(shù)穩(wěn)定，基體變形少；采用同質(zhì)材料與基體進(jìn)行燒結(jié)，結(jié)合強(qiáng)度高，采用添加低溫?zé)Y(jié)助劑，降低燒結(jié)溫度，防止基體在高溫下變形嚴(yán)重，同時(shí)增加多孔層的結(jié)合強(qiáng)度，由于屬于垂直縱槽，因此該換熱管可以用于立式換熱器中。
【附圖說(shuō)明】
[0019]附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0020]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是圖1的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用