[實用新型]鉭銅鋼復合板管板換熱器

有效

• 申請號: 201220318821.6
• 申請日: 2012-07-02
• 公開（公告）號: CN202675945U
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 鄧家愛;鄒華;周景蓉;張士國;魏康;黃真海
• 申請（專利權）人: 南京德邦金屬裝備工程股份有限公司
• 主分類號: F28D7/00
• 分類號: F28D7/00;F28F21/08
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

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復合板管板換熱器。

背景技術

鉭材應用于強腐蝕的工況，鉭材特別是應用于廢酸濃縮等環境中。鉭材價值昂貴，制造鉭制換熱器時，換熱器管板目前一般采用襯鉭或鉭鋼復合板以降低造價。

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采用較厚的襯鉭層。

換熱器管板采用鉭鋼復合板時，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℃，鋼熔點為1500℃-1538℃，鉭換熱管與鉭鋼復合板鉭層焊接時，鉭表面熔化，焊接熱量傳導，熱量傳到基層時溫度可能高于碳鋼熔點，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，鉭鋼復合板焊接熱影響，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復合板常采用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，換熱器襯鉭和鉭鋼復合板管板結構均需要采用較厚的鉭層，導致設備造價很高。

實用新型內容

本實用新型目的是，提出一種鉭銅鋼復合板管板換熱器，針對鉭制換熱器管板采用襯鉭或鉭鋼復合板鋼復合板結構的不足，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采用的技術方案，鉭銅鋼復合板管板換熱器，鉭銅鋼復合板為管板和換熱器設備的殼體，鉭銅鋼復合板由表面鉭板、中間銅板和鋼基板構成的復合板；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復合板的管板。

鉭銅鋼復合板管板換熱器，在鉭與鋼爆炸復合板的基礎上，增加中間層純銅層。通過爆炸焊接工藝方式，形成鉭+銅+鋼三層金屬復合板。本實用新型是用于強腐蝕環境下使用的換熱器設備。

鉭+銅+鋼三層金屬復合板制作的換熱器復合板管板，加工成形后，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+鋼三層金屬復合板結構，鉭層厚度2-3mm,純銅層2-3mm,減薄鉭層厚度，充分發揮復合板結構節約希貴金屬和降低制造成本的特點。

本實用新型的有益效果，換熱器管板通過設計應用鉭+銅+鋼三層金屬復合板結構，減薄鉭層厚度，減少鉭的消耗，節約希貴金屬，降低換熱器采購成本；降低加工制造難度和制造成本，提高換熱器生產制造效率；同時提高鉭制換熱器質量和安全運行性能。

附圖說明

圖1是本實用新型的鉭+銅+鋼復合板爆炸成形示圖；

圖2是本實用新型的鉭+銅+鋼復合板管板示圖；

圖3是本實用新型的鉭+銅+鋼復合板管板與鉭管組裝示圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

在按圖1形式，其中炸藥1、鉭層2、間隙支撐3、銅層4、鋼基板5、鉭換熱管或稱鉭管6，把表面進行處理后的鉭板、純銅板、碳鋼基板和炸藥進行組裝。引爆炸藥，爆炸沖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，在爆炸沖擊作用下，繼續變形，高速碰撞基層，冶金結合成一體，形成鉭+銅+鋼復合板。鉭+銅+鋼復合板經過熱處理、整形制成換熱器管板坯料。

換熱器鉭+銅+鋼復合板管板坯料，經過車削、鉆孔和倒角等加工，加工成圖2所示管板。鉭換熱管穿入鉭+銅+鋼復合板管板，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（0~1.5）×45°，鉭管伸出管板面0-2mm。鉭層選擇厚度2-3mm，滿足接頭強度倒角和焊接熔深的要求。純銅層選擇2-3mm，提供足夠的強度和散熱效率。

鉭換熱管與鉭+銅+鋼復合板管板進行焊接。采用鎢極氬弧焊焊接，熱量集中，焊縫形成足夠熔深，氬氣保護焊縫金屬純凈和抗腐蝕性能優良。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+鋼復合板管板結構滿足產品使用。