[發明專利]整體熱浸鍍鋁換熱器及其工藝

無效

• 申請號: 02109108.0
• 申請日: 2002-01-29
• 公開（公告）號: CN1381607A
• 公開（公告）日: 2002-11-27
• 發明（設計）人: 秦方;靖殿貴;劉勝濱
• 申請（專利權）人: 鞍山市銀馬熱浸鍍鋁有限公司
• 主分類號: C23C2/12
• 分類號: C23C2/12
• 代理公司: 鞍山大千專利事務所
• 代理人: 聶振峽

技術領域????本發明涉及一種采用熔鹽熱浸鍍鋁的方法，對管殼式換熱器管束進行整體熱浸鍍鋁的工藝方法。

背景技術????換熱器廣泛應用于化工、煉油、食品、動力、原子能等行業，在石油化工企業中占總投資的20％，設備總量的40％是換熱器，換熱器管束多采用碳鋼制造。由于換熱器里冷卻水中溶解氧的氧極化作用，腐蝕極為嚴重，加之換熱器中工作介質里含有無機鹽、硫化物、氮化物、有機鹽、氧、二氧化碳、水份等具有高腐蝕性的雜質，所以碳鋼制造的換熱器管束少則使用壽命只有幾個月，多則一二年；還有采用合金鋼制造的換熱器管束腐蝕亦很嚴重，最大的局部腐蝕速率高達10mm/年以上，平均腐蝕速率也達到2.5～5.0mm/年。據統計資料介紹，換熱器的損壞率(主要是管束)在所有石化設備損壞的比例中所占比例最大。換熱器之所以有如此高的腐蝕損壞率，除制造材料的因素外，其主要原因之一是因為目前換熱器管束的制造技術和防腐技術都不能很好的防止或控制腐蝕損壞的進行。由于管殼式換熱器是采用金屬材料通過沖壓焊接成型制造的，管板或換熱管通過焊接、脹接或脹焊接方式連接起來，在焊口或脹口附近產生殘余焊接應力，或殘余擴脹拉引應力，再加之設備運行中的工作壓力造成的拉應力，使管板和換熱管接頭處形成易損區，在腐蝕介質中極易產生應力腐蝕斷裂；另外在換熱管與管板的焊接時存在的間隙，使電解質溶液進入縫隙之中，并在其中停滯，更加劇了腐蝕。目前，國內為提高換熱器防腐性能，延長其使用壽命，其一是采用更耐腐、耐沖刷的合金材料或非金屬材料制造換熱器，如，采用SAF-2205雙相不銹鋼等合金材料及陶瓷材料、不透性石墨等非金屬材料制造。由于新型合金材料價格十分昂貴，使一次性投資大大增加，增大了生產及檢修成本并不被用戶看好。另一條途徑是對鋼鐵材料換熱器進行表面保護，進而提高設備的使用壽命，如采用犧牲陽極保護法、有機涂料保護法、化學鍍鎳磷保護法等。這些方法對換熱器管束的防腐性能和使用壽命都有所提高，受到企業的一定青睞，但由于還存在一定的不足之處，而限制了它們的使用范圍。為彌補這些表面防護技術的不足，國內又發明了用滲鋁鋼管制作換熱器管束的表面保護方法，實踐證明這種換熱器管束具有優良的抗高溫氧化、抗低溫硫化、抗氫裂，抗氮化物、硫化物、有機酸腐蝕的性能，但用滲鋁管制作的換熱器管束仍然存在不可克服的缺點，對某些腐蝕尤其是局部腐蝕沒有起到很好的防護作用。中國發明專利CN1227272A公開了一種鋼材熱浸鍍鋁工藝，屬于溶劑法熱浸鍍鋁，該工藝是在鍍件表面涂上助鍍液，然后再進行熱浸鍍，助鍍劑是由30～60％的氯化鉀、15～45％的氯化鈉、10～40％的冰晶石和5～30％的氟化鋁作成的澄清溶液。

發明內容????本發明的目的是為了克服上述技術存在的不足，為解決：如采用熱鍍--擴散法、粉末填充滲鋁法，鋼管滲鋁層存在嚴重的質量缺陷，鋼管滲鋁后造成焊接困難且焊縫防腐性能較差、用滲鋁管制造換熱器管束并不能控制局部腐蝕類型及滲鋁使鋼管機械性能降低而限制其使用范圍等缺點，提供了一種可對普通碳鋼或合金鋼制造的換熱器管束進行整體熱浸鍍鋁，能生產出耐高溫、防腐蝕、抗磨損、使用壽命長的換熱器的——整體熱浸鍍鋁換熱器及其工藝方法。

本發明整體熱浸鍍鋁換熱器及其工藝內容簡述：

本發明整體熱浸鍍鋁換熱器及其工藝，其特征在于：采用鋼材按現有方法制造出換熱器管束，再將管束整體進行熱浸鍍鋁，使管束的換熱管、管板、折流板等部件同時在相同工藝條件下進行鍍滲鋁層防護處理，其工藝流程為：管束制造→前處理→助鍍處理→保溫預熱→熔鹽處理→熱浸鍍鋁→保溫緩冷→后處理→包裝；

(1)、管束在鋁鍋內的鍍鋁時間為20～30分鐘，鍍鋁溫度控制在690～710℃之間；

(2)、采用二浴法及對鋼基體浸潤性較好的熔鹽配方，在鹽鍋內對管束進行徹底鹽浴處理，熔鹽配方為：NaCL?43％、KCL?37％、Na₃ALF₆16％、ALF₃4％、熔鹽熔點640℃，鹽浴是在鹽鍋中進行；

(3)、在鍍鋁時對管束進行旋轉和上下移動，旋轉速度為每分鐘兩圈，上下移動速度為每分鐘4～8米；可在鋼材基體的表面形成50～100μm的Fe-AL合金層以及50～70μm的純鋁層；

(4)、經過熱浸鍍鋁后的管束立刻移到保溫爐中進行緩冷，保溫爐預熱溫度為200℃，此時管束的溫度為680～700℃放入保溫爐后，爐內溫度可達670～680℃，在此條件下進行保溫和緩慢冷卻，由于保溫爐內溫度較高，可以加速純鋁表面與空氣氧化，形成致密的AL₂O₃鈍化薄膜；