專利名稱：整體熱浸鍍鋁換熱器(管束)的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)換熱器設(shè)備及備件進(jìn)行整體熱浸鍍鋁的工藝方法，進(jìn)而開(kāi)發(fā)出具有較強(qiáng)耐腐蝕性能的新型產(chǎn)品，屬于采用熔劑法熱浸鍍鋁生產(chǎn)防腐產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種整體熱浸鍍鋁換熱器(管束)的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
換熱器廣泛應(yīng)用于化工、煉油、食品、動(dòng)力、原子能等行業(yè)，換熱器是在高溫、高壓、腐蝕介質(zhì)復(fù)雜的環(huán)境中運(yùn)行，所以換熱器的腐蝕破壞是十分嚴(yán)重的，如在煉油企業(yè)換熱器每年腐蝕破壞率高達(dá)27.2％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它設(shè)備的腐蝕破壞率。在腐蝕破壞中，又以應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、間隙腐蝕、氫致開(kāi)裂等為主。目前，國(guó)內(nèi)外為提高換熱器防腐性能，延長(zhǎng)其使用壽命，一般都是采用兩種途經(jīng)，其一為采用更耐蝕的高級(jí)合金材料；其二是對(duì)碳鋼材料或設(shè)備進(jìn)行表面防護(hù)，如對(duì)換熱器進(jìn)行有機(jī)涂料防護(hù)，用化學(xué)鎳磷鍍法進(jìn)行防護(hù)；還有對(duì)碳鋼材料進(jìn)行滲鋁防護(hù)后再制成換熱器等辦法。這兩種途經(jīng)都存在一些不足或缺陷，提高材料品質(zhì)方法一次性投資過(guò)大，應(yīng)用環(huán)境有一定局限性；涂料防護(hù)、化學(xué)鎳磷鍍法防護(hù)、滲鋁鋼制作防護(hù)等方法存在涂層、鍍層、滲層針孔漏鍍嚴(yán)重，附著力較低，易老化剝落等缺陷，耐蝕性能無(wú)明顯提高，且對(duì)應(yīng)力腐蝕、間隙腐蝕不能得到任何緩解和消除的效果。目前，國(guó)內(nèi)外熱浸鍍鋁技術(shù)有鈍化法、一浴法、二浴法、氣體保護(hù)法等，這些方法都能在鋼鐵材料的表面進(jìn)行鍍鋁，但存在鍍層針孔漏鍍嚴(yán)重，鐵鋁合金滲層較薄不足，尤其是這些方法不能對(duì)重量重、表面積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備或備件進(jìn)行熱浸鍍鋁，比如換熱器管束，一般重量都在數(shù)噸以上，換熱管的數(shù)量一般都少則幾百根，多則上千根，其結(jié)構(gòu)形式又比較復(fù)雜，所以目前任何一種熱浸鍍鋁技術(shù)都不能對(duì)換熱器管束進(jìn)行整體熱浸鍍鋁。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服上述技術(shù)存在的缺陷，目的是為改進(jìn)目前的二浴法熔劑熱浸鍍鋁技術(shù)，提供一種整體熱浸鍍鋁換熱器(管束)的生產(chǎn)工藝，使之能夠?qū)Q熱器管束等大型復(fù)雜的設(shè)備進(jìn)行整體熱浸鍍鋁，進(jìn)而開(kāi)發(fā)出優(yōu)于涂料防護(hù)、化學(xué)鍍防護(hù)、滲鋁鋼防護(hù)的換熱器管束，這種新型的整體熱浸鍍鋁換熱器管束有鍍層致密、均勻、滲層厚度較深、消除焊接應(yīng)力、金屬材料化學(xué)性能無(wú)明顯變化等優(yōu)點(diǎn)，所以其耐腐蝕性更明顯，這種新型的整體熱浸鍍鋁換熱器尤其可以較好的消除換熱器管束的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、氫致開(kāi)裂、間隙腐蝕破壞等，使換熱器的使用壽命有顯著提高。
本發(fā)明整體熱浸鍍鋁換熱器(管束)的生產(chǎn)工藝內(nèi)容簡(jiǎn)述本發(fā)明整體熱浸鍍鋁換熱器(管束)的生產(chǎn)工藝，其特征在于本發(fā)明為達(dá)到在較低溫度下在鋼鐵材料的表面鍍滲鋁層采用的熔劑配方為Nacl 40～43％、Kcl 37～40％、Na3AlF6 12～16％、AlF64～6％；為保證清洗干凈的換熱器或金屬材料在高溫下不被二次氧化采用的助鍍劑配方為Nacl 3～5％、Kcl 3～5％、NaF 3～5％、Zncl85～91％；可對(duì)體積大、重量重的換熱器管束進(jìn)行預(yù)熱的設(shè)備是預(yù)熱電爐，預(yù)熱電爐的結(jié)構(gòu)形式為在預(yù)熱電爐的底部和爐壁周圍安裝有電加熱管，在爐內(nèi)設(shè)置熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)；換熱器(管束)整體熱浸鍍鋁的工藝流程是換熱管—酸洗、檢查—管束制造—前處理—助鍍處理—預(yù)熱—熔劑處理—熱浸鍍鋁——保溫緩冷—后處理—檢查、修整、成品。
本發(fā)明所采用的熔劑配方具有融點(diǎn)低、流動(dòng)性好、浸潤(rùn)活化鋼材基體充分、成本低、配制簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。采用這種熔鹽可使鋁原子在較低溫度下，滲透到鋼材基體中，能夠獲得相當(dāng)于高溫滲鋁而得到的鐵鋁合金層厚度，鍍層不存在針孔漏鍍，有良好的耐蝕性能。助鍍劑在高溫條件下不剝落、不老化、不失效，可以很好的防止鋼材基體二次氧化。由于采用了預(yù)熱設(shè)備，可以將體積大、重量重、熱熔量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的換熱器管束均勻地預(yù)熱到300℃左右，保證了管束能夠在較短時(shí)間進(jìn)行鹽浴和鍍鋁。采用了上下移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)浸鍍的工藝方法，使管束與鋁液界面之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)得到改善，使管束表面溫度更趨于一致，使鋁液中的含鐵濃度比較均勻，所以管束所獲得的滲鍍層厚度均勻，成分一致，含鐵量較低，滲鍍層的耐蝕和附著力等性能都明顯高于靜態(tài)熱浸鍍鋁方法。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明整體熱浸鍍鋁換熱器(管束)的生產(chǎn)工藝過(guò)程
1、將換熱管進(jìn)行酸洗，檢查換熱管管材是否存在缺陷；2、將換熱管制成換熱管束；3、換熱管束進(jìn)行前處理，前處理包括堿洗—水洗—酸洗—水洗四個(gè)步驟；4、換熱管束在助鍍槽中進(jìn)行助鍍處理，助鍍劑由Nacl 3～5％、Kcl 3～5％、NaF 3～5％、Zncl85～91％，加水配制濃度要達(dá)到溶解度最小的組元接近飽和，助鍍劑的溫度為80～90℃，助鍍時(shí)間為5～10分鐘；5、將助鍍處理后的換熱管束置于預(yù)熱電爐中進(jìn)行預(yù)熱，根據(jù)換熱管束不同點(diǎn)溫度差值而對(duì)電加熱管進(jìn)行自動(dòng)控制，保證換熱管束在預(yù)熱過(guò)程中均勻升溫，使換熱管束避免出現(xiàn)超過(guò)臨界溫差的溫差應(yīng)力變形，其最高預(yù)熱溫度為300℃，升溫時(shí)間2小時(shí)；6、在單獨(dú)的熔融熔鹽鍋內(nèi)進(jìn)行熔劑處理，熔鹽是由Nacl 40～43％、Kcl 37～40％、Na3AlF6 12～16％、AlF64～6％混合配制，配制后的熔鹽在鹽鍋中徹底熔化，每次在生產(chǎn)前和生產(chǎn)一周后都需用熔鹽總量1～3％的氟化鎂對(duì)熔劑進(jìn)行凈化，熔鹽的熔點(diǎn)為640℃，熔劑使用溫度為680～700，熔劑處理時(shí)間為0.5～2小時(shí)，取決于換熱管束直徑的大??；7、熱浸鍍鋁熱浸鍍鋁是在單獨(dú)的熔融鋁液中進(jìn)行，所用鋁為AOO以上純度的工業(yè)原鋁，鋁液溫度控制在700～720℃，浸鍍時(shí)間為30～50分鐘；換熱管束在浸鍍過(guò)程中始終處于上下移動(dòng)和不斷旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，上下移動(dòng)速度為4～6米/分鐘，旋轉(zhuǎn)速度為2圈/分鐘；8、保溫緩冷換熱管束在提出鋁鍋后應(yīng)加上保溫罩，保溫罩為自動(dòng)伸縮式，鍍鋁后的換熱管束在保溫爐內(nèi)進(jìn)行保溫緩冷，保溫爐應(yīng)保證換熱管束在600℃左右保溫4個(gè)小時(shí)，然后緩慢均勻的冷卻，在冷卻過(guò)程中換熱管束各點(diǎn)的溫差不超過(guò)50℃，溫降速度控制在100℃/小時(shí)左右，緩冷到100℃以下時(shí)，將換熱管束提出空冷；9、后處理將冷卻到室溫的換熱管束進(jìn)行后處理，以去除換熱管束鍍層表面的熔劑，同時(shí)對(duì)鍍鋁層進(jìn)行鈍化；將后處理后的換熱管束進(jìn)行質(zhì)量檢查、修整、成品包裝。
權(quán)利要求
1.一種整體熱浸鍍鋁換熱器(管束)的生產(chǎn)工藝，其特征在于換熱器(管束)整體熱浸鍍鋁的工藝流程是換熱管—酸洗、檢查—管束制造—前處理—助鍍處理—預(yù)熱—熔劑處理—熱浸鍍鋁——保溫緩冷—后處理—檢查、修整、成品；整體熱浸鍍鋁換熱器(管束)的生產(chǎn)工藝過(guò)程是(1)、將換熱管進(jìn)行酸洗，檢查換熱管管材是否存在缺陷；(2)、將換熱管制成換熱管束；(3)、換熱管束進(jìn)行前處理，前處理包括堿洗—水洗—酸洗—水洗四個(gè)步驟；(4)、換熱管束在助鍍槽中進(jìn)行助鍍處理，助鍍劑由Nacl 3～5％、Kcl 3～5％、NaF 3～5％、Zncl85～91％，加水配制濃度要達(dá)到溶解度最小的組元接近飽和，助鍍劑的溫度為80～90℃，助鍍時(shí)間為5～10分鐘；(5)、將助鍍處理后的換熱管束置于預(yù)熱電爐中進(jìn)行預(yù)熱，根據(jù)換熱管束不同點(diǎn)溫度差值而對(duì)電加熱管進(jìn)行自動(dòng)控制，保證換熱管束在預(yù)熱過(guò)程中均勻升溫，使換熱管束避免出現(xiàn)超過(guò)臨界溫差的溫差應(yīng)力變形，其最高預(yù)熱溫度為300℃，升溫時(shí)間2小時(shí)；(6)、在單獨(dú)的熔融熔鹽鍋內(nèi)進(jìn)行熔劑處理，熔鹽是由Nacl40～43％、Kcl 37～40％、Na3AlF6 12～16％、AlF64～6％混合配制，配制后的熔鹽在鹽鍋中徹底熔化，每次在生產(chǎn)前和生產(chǎn)一周后都需用熔鹽總量1～3％的氟化鎂對(duì)熔劑進(jìn)行凈化，熔鹽的熔點(diǎn)為640℃，熔劑使用溫度為680～700，熔劑處理時(shí)間為0.5～2小時(shí)，取決于換熱管束直徑的大??；(7)、熱浸鍍鋁熱浸鍍鋁是在單獨(dú)的熔融鋁液中進(jìn)行，所用鋁為AOO以上純度的工業(yè)原鋁，鋁液溫度控制在700～720℃，浸鍍時(shí)間為30～50分鐘；換熱管束在浸鍍過(guò)程中始終處于上下移動(dòng)和不斷旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，上下移動(dòng)速度為4～6米/分鐘，旋轉(zhuǎn)速度為2圈/分鐘；(8)、保溫緩冷換熱管束在提出鋁鍋后應(yīng)加上保溫罩，保溫罩為自動(dòng)伸縮式，鍍鋁后的換熱管束在保溫爐內(nèi)進(jìn)行保溫緩冷，保溫爐應(yīng)保證換熱管束在600℃左右保溫4個(gè)小時(shí)，然后緩慢均勻的冷卻，在冷卻過(guò)程中換熱管束各點(diǎn)的溫差不超過(guò)50℃，溫降速度控制在100℃/小時(shí)左右，緩冷到100℃以下時(shí)，將換熱管束提出空冷；(9)、后處理將冷卻到室溫的換熱管束進(jìn)行后處理，以去除換熱管束鍍層表面的熔劑，同時(shí)對(duì)鍍鋁層進(jìn)行鈍化；將后處理后的換熱管束進(jìn)行質(zhì)量檢查、修整、成品包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體熱浸鍍鋁換熱器(管束)的生產(chǎn)工藝，其特征在于所說(shuō)的熔劑配方為Nacl 40～43％、Kcl 37～40％、Na3AlF6 12～16％、AlF64～6％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體熱浸鍍鋁換熱器(管束)的生產(chǎn)工藝，其特征在于所說(shuō)的助鍍劑配方為Nacl 3～5％、Kcl 3～5％、NaF 3～5％、Zncl85～91％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體熱浸鍍鋁換熱器(管束)的生產(chǎn)工藝，其特征在于所說(shuō)的預(yù)熱電爐的結(jié)構(gòu)形式為在預(yù)熱電爐的底部和爐壁周圍安裝有電加熱管，在爐內(nèi)設(shè)置熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)換熱器設(shè)備及備件進(jìn)行整體熱浸鍍鋁的工藝方法，進(jìn)而開(kāi)發(fā)出具有較強(qiáng)耐腐蝕性能的新型產(chǎn)品，屬于采用熔劑法熱浸鍍鋁生產(chǎn)防腐產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種整體熱浸鍍鋁換熱器(管束)的生產(chǎn)工藝。其特征是換熱器(管束)整體熱浸鍍鋁的工藝流程是換熱管—酸洗、檢查—管束制造—前處理—助鍍處理—預(yù)熱—熔劑處理—熱浸鍍鋁——保溫緩冷—后處理—檢查、修整、成品。本發(fā)明能夠?qū)Q熱器(管束)等大型復(fù)雜設(shè)備進(jìn)行整體熱浸鍍鋁，具有鍍層致密、均勻、滲層厚度較深、消除焊接應(yīng)力、金屬材料化學(xué)性能無(wú)明顯變化等優(yōu)點(diǎn)，可以較好的消除換熱器管束的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、氫致開(kāi)裂、間隙腐蝕破壞等，使換熱器的使用壽命有顯著提高。
文檔編號(hào)C23C2/12GK1687480SQ20051004640
公開(kāi)日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月10日
發(fā)明者秦德賢, 靖殿貴 申請(qǐng)人:秦德賢