一種消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法

2023-06-14 11:01:51 2

一種消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，它是將石墨粉、酚醛樹脂、固化劑按75:21.5:3（質量比）的比例配製成石墨酚醛樹脂膠泥，放入模具內經擠壓成型後,用酚醛樹脂進行浸漬，最後進行熱處理。採用本發明製成的石墨管，與現有技術相比，能有效地消除擠壓石墨管的內應力及微裂紋，防止裂紋擴展，從而大大提高擠壓石墨管的抗壓強度。另外，由於無微裂紋，擠壓石墨管的抗衝擊和抗滲漏性能也得到大大地提高，從而延長擠壓石墨管的使用壽命，避免了因物料滲漏汙染和它進行熱交換的循環水系統而造成安全環保事故。
【專利說明】一種消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明屬於材料【技術領域】，特別涉及一種消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法。
【背景技術】
[0003]在化工生產中，現有的石墨列管換熱器採用的石墨管常用規格有0 50*038*6200、Φ 37* ? 25*6200、Φ 32* ? 22*6200、Φ 26* ? 15*6200。這些石墨管通常是由石墨粉、酚醛樹脂以及固化劑攪拌均勻後通過液壓機擠壓而成，然後採用露天自然堆放6個月以上，以便消除內應力。這種方法的缺點有:1、堆放時間長，佔用空間大，需要大量生產資金；2、消除內應力不徹底，使用時會產生石墨管斷裂，生產的石墨列管換熱器使用壽命短，給用戶造成巨大的停車損失和增加維修費用；3、不能消除石墨管在擠壓過程中產生的微裂紋，在使用過程中受液體介質的衝擊震動會使微裂紋擴展，從而使石墨管滲漏或斷裂，不能使用，給生產企業造成巨大的經濟損失；4、在石墨管擠壓固化過程中產生放熱放氣反應，使石墨管內有微小氣孔，在使用過程中產生微滲漏，影響產品質量和設備使用壽命。由於物料的滲漏會汙染和它進行熱交換的循環水系統，從而造成的安全環保事故；5、擠壓樹脂石墨管採用自然堆放，強度不高，只能承受0.1~0.SMpa的壓力，使其使用範圍受到限制，嚴重製約我國石墨列管換熱器的發展與使用。

【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題是:
提供一種消除擠壓內應力及微裂紋缺陷的石墨管制造方法，以解決現有技術中石墨管生產時間長，佔用空間大，生產成本高以及生產的石墨列管換熱器使用壽命短、在使用過程中常產生微滲漏等技術問題。
[0005]本發明採用的技術方案是:
消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，將配製好的石墨酚醛樹脂膠泥在模具內經擠壓成型，得到管體，用酚醛樹脂對管體進行浸潰，然後對管體進行熱處理。
[0006]前述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，所述的石墨酚醛樹脂膠泥由石墨粉、酚醛樹脂和固化劑組成，其配製質量組分為石墨粉70-80份、酚醛樹脂20-25份和固化劑I飛份。
[0007]前述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，所述配製質量組分為石墨粉72~78份、酚醛樹脂20~23份和固化劑3~5份。
[0008]前述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，所述的石墨粉粒度為80-120目，所述固化劑為苯磺醯氯、硫酸乙酯或對甲基苯磺醯氯。
[0009]前述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，在石墨管進行浸潰過程中，先抽真空，真空度為-0.005^-0.03Mpa,然後放入酚醛樹脂，淹沒石墨管，然後加壓，在
0.6^1.0Mpa的空氣壓力下浸潰8~24小時。
[0010]前述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，在浸潰過程中，先抽真空，真空度為-0.01--0.02Mpa，然後放入酚醛樹脂，淹沒石墨管，然後加壓，在0.7~0.9Mpa的空氣壓力下浸潰10-?6小時。
[0011]前述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，在進行熱處理時，石墨管之間有間隙。
[0012]前述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，在進行熱處理時，空氣壓力為0.6^1.0Mpa，通電緩慢加熱，在7(T90°C以下時，每小時升溫不超過20°C，當溫度達到7(T90°C時，每小時升溫控制到5~10°C，直到溫度升到17(T200°C停止升溫，然後讓其自然降溫至40°C以下，完成熱處理。
[0013]前述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，在進行熱處理時，空氣壓力為0.7^0.9Mpa，通電緩慢加熱，在75~85°C以下時，每小時升溫不超過16 °C，當溫度達到75~85 °C時，每 小時升溫控制到5~I (TC，直到溫度升到18(T 190°C停止升溫，然後讓其自然降溫至40°C以下，完成熱處理。
[0014]前述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，擠壓成型過程中的溫度控制在 120~13(TC。
[0015]本發明與現有技術相比，具有如下優點:
1、大大提高擠壓石墨管的抗壓強度。經測試，相同規格的擠壓石墨管與以往的擠壓石墨管相比，抗拉強度提高2倍，抗壓強度提高3倍，抗徑向壓力強度提高2.5倍。
[0016]2、能有效地消除擠壓石墨管的內應力及微裂紋，防止裂紋擴展。
[0017]3、由於無微裂紋，擠壓石墨管的抗衝擊和抗滲漏性能也得到大大地提高，從而延長擠壓石墨管的使用壽命，避免了因物料滲漏汙染和它進行熱交換的循環水系統而造成的安全環保事故。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0019]實施例1:
1、用石墨粉、酚醛樹脂和固化劑配製石墨酚醛樹脂膠泥，其配製質量組分為石墨粉70-80份、酚醛樹脂20-25份和固化劑I飛份。所述的石墨粉粒度為80-120目，固化劑為苯
磺醯氯、硫酸乙酯或對甲基苯磺醯氯。
[0020]2、將配製好的石墨酚醛樹脂膠泥料放入安裝好模具的液壓擠壓機內，溫度控制在120^130°C ,啟動擠壓機擠壓出石墨管管體。
[0021]3、把擠壓成型的石墨管體切斷，每根長度為6200mm。
[0022]4、將切好的石墨管放置於臥式浸潰釜內，關閉好臥式浸潰釜封頭。然後抽真空，真空度為-0.005^-0.03Mpa，時間1.5^2.5小時，打開酚醛樹脂閥門放酚醛樹脂進入臥式浸潰釜內淹沒石墨管，關閉樹脂閥門，啟動空氣壓縮機，在0.6^1.0Mpa的空氣壓力下浸潰8~24小時。打開樹脂閥，把浸潰釜內的酚醛樹脂壓回樹脂槽內存放。然後關閉樹脂閥，打開浸潰釜封頭，取出石墨管在通風乾燥的室內放置5小時以上。
[0023]5、將浸潰好的石墨管放入臥式熱處理釜內，每根石墨管必須隔開，不能靠在一起。關閉臥式熱處理釜封頭，通入0.6^1.0Mpa空氣壓力，通電緩慢加熱，在7(T90°C以下時，每小時升溫不超過20°C，當溫度達到7(T90°C時，每小時升溫控制到5~1(TC，直到溫度升到17(T200°C停止升溫，然後讓其自然降溫至40°C以下，排掉熱處理釜內的氣體，打開熱處理釜封頭，取出熱處理好的石墨管。
[0024]6、將上述4、5的工藝重複進行一次。
[0025]7、通過單管空氣打壓進行產品檢測，無洩漏無斷裂即為合格產品。
[0026]8、將產品堆放整齊待用或包裝出廠。
[0027]實施例2:
在步驟I中，配製石墨酚醛樹脂膠泥時，其配製質量組分為石墨粉72~78份、酚醛樹脂20-23份和固化劑:3-5份。所述的石墨粉粒度為80-120目，固化劑為苯磺醯氯。其餘步驟與實施例1相同。
[0028]實施例3:
在步驟I中，配製石墨酚醛樹脂膠泥時，配製質量組分為石墨粉75份、酚醛樹脂21.5份、固化劑3份。所述的石墨粉粒度為80-120目，固化劑為硫酸乙酯。其餘步驟與實施例1相同。
[0029]實施例4:
在步驟4中，將切好的石墨管放置於臥式浸潰釜內，關閉好臥式浸潰釜封頭。然後抽真空，真空度為-0.05Mpa，時間1.5~2.5小時，打開酚醛樹脂閥門放酚醛樹脂進入臥式浸潰釜內淹沒石墨管，關閉樹脂閥門，啟動空氣壓縮機，在0.6^1.0Mpa的空氣壓力下浸潰8~24小時。打開樹脂閥，把浸潰釜內的酚醛樹脂壓回樹脂槽內存放。然後關閉樹脂閥，打開浸潰釜封頭，取出石墨管在通風乾燥的室內放置5小時以上。其餘步驟與實施例1相同。
[0030]實施例5:
在步驟4中，抽真空時，真空度為-0.02Mpa，其餘步驟與實施例4相同。
[0031]實施例6:
在步驟4中，將切好的石墨管放置於臥式浸潰釜內，關閉好臥式浸潰釜封頭。然後抽真空，真空度為-0.005^-0.03Mpa,時間1.5^2.5小時，打開酚醛樹脂閥門放酚醛樹脂進入臥式浸潰釜內淹沒石墨管，關閉樹脂閥門，啟動空氣壓縮機，在0.7Mpa的空氣壓力下浸潰8~24小時。打開樹脂閥，把浸潰釜內的酚醛樹脂壓回樹脂槽內存放。然後關閉樹脂閥，打開浸潰釜封頭，取出石墨管在通風乾燥的室內放置5小時以上。其餘步驟與實施例1相同。
[0032]實施例7:
在步驟4中，採用0.9Mpa的空氣壓力壓縮臥式浸潰釜內的酚醛樹脂，其餘步驟與實施例6相同。
[0033]實施例8:
在步驟4中，將切好的石墨管放置於臥式浸潰釜內，關閉好臥式浸潰釜封頭。然後抽真空，真空度為-0.005^-0.03Mpa,時間1.5^2.5小時，打開酚醛樹脂閥門放酚醛樹脂進入臥式浸潰釜內淹沒石墨管，關閉樹脂閥門，啟動空氣壓縮機，在0.6~1.0Mpa的空氣壓力下浸潰10小時。打開樹脂閥，把浸潰釜內的酚醛樹脂壓回樹脂槽內存放。然後關閉樹脂閥，打開浸潰釜封頭，取出石墨管在通風乾燥的室內放置5小時以上，在步驟4中，酚醛樹脂的壓縮時間為14小時，其餘步驟與實施例1相同。
[0034]實施例9:
在步驟4中，酚醛樹脂的壓縮時間為14小時，其餘步驟與實施例8相同。
[0035]實施例10:
在步驟4中，酚醛樹脂的壓縮時間為18小時，其餘步驟與實施例8相同。
[0036]實施例11:
在步驟4中，酚醛樹脂的壓縮時間為22小時，其餘步驟與實施例8相同。
[0037]實施例12:
在步驟5中，將浸潰好的石墨管放入臥式熱處理釜內，每根石墨管必須隔開，不能靠在一起。關閉臥式熱處理釜封頭，通入0.7Mpa空氣壓力，通電緩慢加熱，在70°C以下時，每小時升溫不超過20°C，當溫度達到7(T90°C時，每小時升溫控制到5~10°C，直到溫度升到17(T200°C停止升溫，然後讓其自然降溫至40°C以下，排掉熱處理釜內的氣體，打開熱處理釜封頭，取出熱處理好的石墨管。其餘步驟與實施例1相同。
[0038]實施例13:
在步驟5中，通入0.9Mpa的空氣壓力，其餘步驟與實施例12相同。
[0039]實施例14:
在步驟5中，將浸潰好的石墨管放入臥式熱處理釜內，每根石墨管必須隔開，不能靠在一起。關閉臥式熱處理釜封頭，通入0.7Mpa空氣壓力，通電緩慢加熱，在70°C以下時，每小時升溫不超過16°C，當溫度達到75°C時，每小時升溫控制到5~10°C，直到溫度升到180°C停止升溫，然後讓其自然降溫至40°C以下，排掉熱處理釜內的氣體，打開熱處理釜封頭，取出熱處理好的石墨管。其餘步驟與實施例1相同。
[0040]實施例15:
在步驟5中，關閉臥式熱處理釜封頭，通入0.7Mpa空氣壓力，通電緩慢加熱，在90°C以下時，每小時升溫不超過16°C，當溫度達到90°C時，每小時升溫控制到5~10°C，直到溫度升到180°C停止升溫，然後讓其自然降溫至40°C以下，排掉熱處理釜內的氣體，打開熱處理釜封頭，取出熱處理好的石墨管。其餘步驟與實施例14相同。
[0041]實施例16:
在步驟5中，關閉臥式熱處理釜封頭，通入0.7Mpa空氣壓力，通電緩慢加熱，在80°C以下時，每小時升溫不超過16°C，當溫度達到8(T90°C時，每小時升溫控制到5~10°C，直到溫度升到180°C停止升溫，然後讓其自然降溫至40°C以下，排掉熱處理釜內的氣體，打開熱處理釜封頭，取出熱處理好的石墨管。其餘步驟與實施例14相同。
[0042]實施例17:
在步驟5中，將浸潰好的石墨管放入臥式熱處理釜內，每根石墨管必須隔開，不能靠在一起。關閉臥式熱處理釜封頭，通入0.6^1.0Mpa空氣壓力，通電緩慢加熱，在7(T90°C以下時，每小時升溫不超過20°C，當溫度達到7(T90°C時，每小時升溫控制到5~10°C，直到溫度升到190°C時停止升溫，然後讓其自然降溫至40°C以下，排掉熱處理釜內的氣體，打開熱處理釜封頭，取出熱處理好的石墨管。其餘步驟與實施例1相同。
【權利要求】
1.一種消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，其特徵在於:將配製好的石墨酚醛樹脂膠泥在模具內經擠壓成型，得到管體，用酚醛樹脂對管體進行浸潰，然後對管體進行熱處理。
2.根據權利要求1所述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，其特徵在於:所述的石墨酚醛樹脂膠泥由石墨粉、酚醛樹脂和固化劑組成，其配製質量組分為石墨粉70^80份、酚醛樹脂20-25份和固化劑I飛份。
3.根據權利要求2所述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，其特徵在於:所述配製質量組分為石墨粉72~78份、酚醛樹脂20-23份和固化劑3飛份。
4.根據權利要求3所述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，其特徵在於:所述的石墨粉粒度為80-120目，所述固化劑為苯磺醯氯、硫酸乙酯或對甲基苯磺醯氯。
5.根據權利要求1所述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，其特徵在於:在石墨管進行浸潰過程中，先抽真空，真空度為-0.005^-0.03Mpa，然後放入酚醛樹脂，淹沒石墨管，然後加壓，在0.6^1.0Mpa的空氣壓力下浸潰8~24小時。
6.根據權利要求5所述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，其特徵在於:在浸潰過程中，先抽真空，真空度為-0.01-0.02Mpa,然後放入酚醛樹脂，淹沒石墨管，然後加壓，在0.7~0.9Mpa的空氣壓力下浸潰10-?6小時。
7.根據權利要求1所述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，其特徵在於:在進行熱處理時，石墨管之間有間隙。
8.根據權利要求1或7所述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，其特徵在於:在進行熱處理時，空氣壓力為0.6~1.01^&，通電緩慢加熱，在70、01:以下時，每小時升溫不超過20°C，當溫度達到7(T90°C時，每小時升溫控制到5~1(TC，直到溫度升到17(T20(TC停止升溫，然後讓其自然降溫至40°C以下，完成熱處理。
9.根據權利要求8所述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，其特徵在於:在進行熱處理時，空氣壓力為0.7~0.9Mpa，通電緩慢加熱，在75~85°C以下時，每小時升溫不超過16°C，當溫度達到75~85°C時，每小時升溫控制到5~10°C，直到溫度升到18(Tl90°C停止升溫，然後讓其自然降溫至40°C以下，完成熱處理。
10.根據權利要求1所述的消除擠壓內應力及微裂紋的石墨管制造方法，其特徵在於:擠壓成型過程中的溫度控制在12(T130°C。
【文檔編號】B29C47/20GK104002460SQ201410202101
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月13日 優先權日:2014年5月13日
【發明者】龔孝祥 申請人:龔孝祥