鉭銅鋼複合板管板換熱器的製作方法
2023-07-27 04:49:26
專利名稱：鉭銅鋼複合板管板換熱器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種強腐蝕環境下使用的換熱器，尤其硫酸濃縮工況下使用的鉭銅鋼複合板管板換熱器。
背景技術：
鉭材應用於強腐蝕的工況，鉭材特別是應用於廢酸濃縮等環境中。鉭材價值昂貴，製造鉭制換熱器時，換熱器管板目前一般採用襯鉭或鉭鋼複合板以降低造價。換熱器管板襯鉭時耐腐蝕的鉭板和強度支撐的鋼板間連接不緊密，焊接時鉭層易背側氧化，導致鉭層性能降低。同時襯鉭結構承受壓力低。襯鉭換熱器管板需要採用較厚的襯鉭層。換熱器管板採用鉭鋼複合板時，鉭復層與碳鋼基層緊密結合，鉭復層厚度比襯鉭 結構時薄。而因鉭熔點3000°C，鋼熔點為1500°C _1538°C，鉭換熱管與鉭鋼複合板鉭層焊接時，鉭表面熔化，焊接熱量傳導，熱量傳到基層時溫度可能高於碳鋼熔點，導致基層熔化，形成鉭鐵硬脆化合物。傳遞的熱量甚至可使碳鋼熔化和氣化穿透鉭層噴出。鉭層厚度不足時，鉭鋼複合板焊接熱影響，降低鉭鋼結合界面的結合強度和損壞鉭層，因此換熱器管板鉭鋼複合板常採用5-6mm甚至更厚的鉭復層來避免焊接熱對基層的影響。鉭材稀有、價值昂貴，換熱器襯鉭和鉭鋼複合板管板結構均需要採用較厚的鉭層，導致設備造價很高。
實用新型內容本實用新型目的是，提出一種鉭銅鋼複合板管板換熱器，針對鉭制換熱器管板採用襯鉭或鉭鋼複合板鋼複合板結構的不足，該管板結構既足夠的結構強度，同時可避免換熱管與管板焊接時對基層不利影響。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案，鉭銅鋼複合板管板換熱器，鉭銅鋼複合板為管板和換熱器設備的殼體，鉭銅鋼複合板由表面鉭板、中間銅板和鋼基板構成的複合板；鉭板厚度為2-3mm,中間銅板厚度為2_3mm ;鉭換熱管穿入鉭銅鋼複合板的管板。鉭銅鋼複合板管板換熱器，在鉭與鋼爆炸複合板的基礎上，增加中間層純銅層。通過爆炸焊接工藝方式，形成鉭+銅+鋼三層金屬複合板。本實用新型是用於強腐蝕環境下使用的換熱器設備。鉭+銅+鋼三層金屬複合板製作的換熱器複合板管板，加工成形後，與換熱管組裝焊接。鉭層與鉭管焊接時，兩構件熔化連接，熱量從管板表面鉭層向管板內傳導，熱量傳到銅層時，熱量在銅層迅速向周圍傳遞擴散，降低向基層傳遞的熱量，避免基層產生熔化。同時純銅層隔離，避免鉭和鐵之間在高溫下相互擴散結合，形成鐵鉭硬脆組織。鉭+銅+鋼三層金屬複合板結構，鉭層厚度2-3mm，純銅層2_3mm，減薄鉭層厚度，充分發揮複合板結構節約希貴金屬和降低製造成本的特點。本實用新型的有益效果，換熱器管板通過設計應用鉭+銅+鋼三層金屬複合板結構，減薄鉭層厚度，減少鉭的消耗，節約希貴金屬，降低換熱器採購成本；降低加工製造難度和製造成本，提高換熱器生產製造效率；同時提高鉭制換熱器質量和安全運行性能。
圖I是本實用新型的鉭+銅+鋼複合板爆炸成形示圖；圖2是本實用新型的鉭+銅+鋼複合板管板示圖；圖3是本實用新型的鉭+銅+鋼複合板管板與鉭管組裝示圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。在按圖I形式，其中炸藥I、鉭層2、間隙支撐3、銅層4、鋼基板5、鉭換熱管或稱鉭管6，把表面進行處理後的鉭板、純銅板、碳鋼基板和炸藥進行組裝。引爆炸藥，爆炸衝擊作用使鉭層與純銅層高速碰撞和聯接；鉭層和純銅層聯合體，在爆炸衝擊作用下，繼續變形，高速碰撞基層，冶金結合成一體，形成鉭+銅+鋼複合板。鉭+銅+鋼複合板經過熱處理、整形製成換熱器管板坯料。換熱器鉭+銅+鋼複合板管板坯料，經過車削、鑽孔和倒角等加工，加工成圖2所示管板。鉭換熱管穿入鉭+銅+鋼複合板管板，圖3所示組裝結構。其中鉭制換熱器，根據鉭換熱管厚度和連接強度要求，具體確定鉭管板與換熱管連接部位的倒角角度和深度，一般倒角尺寸為((Tl.5) X45°，鉭管伸出管板面0-2_。鉭層選擇厚度2-3_，滿足接頭強度倒角和焊接熔深的要求。純銅層選擇2-3_，提供足夠的強度和散熱效率。鉭換熱管與鉭+銅+鋼複合板管板進行焊接。採用鎢極氬弧焊焊接，熱量集中，焊縫形成足夠熔深，氬氣保護焊縫金屬純淨和抗腐蝕性能優良。鉭換熱器換熱管管口焊縫進行滲透檢測和進行管殼程水壓壓力實驗合格。鉭換熱管與鉭+銅+鋼複合板管板結構滿足產品使用。
權利要求1.鉭銅鋼複合板管板換熱器，其特徵是鉭銅鋼複合板為管板和換熱器設備的殼體，鉭銅鋼複合板由表面鉭板、中間銅板和鋼基板構成的複合板；鉭板厚度為2-3mm，中間銅板厚度為2-3_ ;鉭換熱管穿入鉭銅鋼複合板的管板。
專利摘要鉭銅鋼複合板管板換熱器，鉭銅鋼複合板為管板和換熱器設備的殼體，鉭銅鋼複合板由表面鉭板、中間銅板和鋼基板構成的複合板；鉭板厚度為2-3mm，中間銅板厚度為2-3mm；鉭換熱管穿入鉭銅鋼複合板的管板。
文檔編號F28D7/00GK202675945SQ20122031882
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月2日 優先權日2012年7月2日
發明者鄧家愛, 鄒華, 周景蓉, 張士國, 魏康, 黃真海 申請人:南京德邦金屬裝備工程股份有限公司