[發明專利]具有強化傳熱元件的換熱管的管內強化傳熱元件制造工藝

有效

• 申請號: 201410056674.3
• 申請日: 2014-02-19
• 公開（公告）號: CN103894791B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 李錦輝;郭慧波;李磊;楊慶蘭;宋學明;劉剛;韋劉軻;孫長庚;劉磊;趙志謙
• 申請（專利權）人: 中國寰球工程公司;江蘇久保聯實業有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本發明涉及領域換熱設備領域，具體而言，涉及一種具有強化傳熱元件的換熱管的管內強化傳熱元件制造工藝。

背景技術

在裂解爐、其它加熱爐及換熱設備中，加熱的介質存在可能沉積雜質的情況，容易結焦或流體流動中有較厚的層流層，存在熱效率不高、管壁結焦等缺陷，這就要求換熱管具有更高的傳熱性能，且要求管內介質沿管徑方向的溫度盡量均勻。因此為增強換熱管的換熱效果，管內壁采用具有強化傳熱元件的換熱管。目前有梅花管、具有螺旋翅片的裂化管及強化扭曲片管等。

內梅花爐管，其爐管內壁軋制出具有一定數量的梅花狀的直翅片，翅片可以有效增加爐管換熱的比表面積，從而增加爐管的吸熱量。但由于該爐管的制造工藝為軋制爐管，梅花形翅片與爐管為一次軋制成型，因此使爐管的結構、翅片的形狀受到限制。

現有技術中提供了一種具有螺旋翅片的裂化管，翅片形成在管的內表面上并且相對于管的軸線傾斜，離散地布置在一個或多個螺旋軌跡上。翅片用于攪拌管內流體，有效地促進熱量傳輸到流體上。但由于管內翅片相對于管的軸線傾斜，且呈螺旋形分布，因此壓力損失比較大。如果用于管內介質存在可能沉積雜質的情況，則不可避免的造成管內壁結垢，不易清理和維修。該管采用連續的堆焊焊接方法，發熱量加大，在制作過程中對母材有一定的稀釋作用，從而影響到母材的機械性能。

現有技術中還提供了一種具有強化扭曲片的換熱管，該強化扭曲片采用靜態鑄造工藝制作而成，與離心鑄造的爐管相比，其金屬晶粒相對粗大，組織結構不夠致密，特別是在高溫蠕變強度值低于同等材料的離心鑄造爐管，因此其使用壽命低于爐管，且該結構增加的爐管的對接焊縫量，給爐管的使用帶來一定的風險。

發明內容

本發明提供一種具有強化傳熱元件的換熱管的管內強化傳熱元件制造工藝，用以克服現有技術中存在的換熱效率不高、管壁容易結焦等問題。

為達到上述目的，本發明提供了一種具有強化傳熱元件的換熱管的管內強化傳熱元件制造工藝，制造工藝包括敷焊環節和研磨環節，敷焊環節通過敷焊設備實現，研磨環節通過研磨設備實現，敷焊設備包括控制臺、激光電源、工藝氣體控制柜、電氣和電子控制柜、激光頭、驅動卡盤、送粉器、行走裝置、中間托架和托架；研磨設備包括旋轉裝置、冷卻液輸送裝置、磨具旋轉驅動裝置、帶磨料研磨刷、轉桿和連接桿；

制造工藝包括以下步驟：

用丙酮清洗加工完畢的合金管內壁，并向合金管中通入壓縮空氣進行干燥，并將干燥后的合金管的一端設置在驅動卡盤上，其另一端用托架支撐；

將激光頭設置在行走裝置上，通過控制行走裝置將激光頭導入合金管，并將激光頭的敷焊噴嘴調整至設定的起始位置，其中，激光電源與激光頭相連接，激光頭配有水冷系統，在敷焊前將水冷系統的冷卻水閥門打開并保持一定壓力；

將合金粉末與燒結劑按一定比例混合并裝入送粉器的送粉罐內，開啟送粉器的載粉氣體閥門，通過工藝氣體控制柜控制載粉氣體流量將合金混合粉末輸送至激光頭的敷焊噴嘴，其中，送粉器的輸送管與激光頭相連接；

根據預先輸入控制臺的所要形成的強化傳熱元件在合金管中的位置、形狀和尺寸，控制驅動卡盤的周向運動和行走裝置的軸向運動，敷焊噴嘴在合金管內部形成內凸焊點；

將形成內凸焊點的合金管的第一端夾持在旋轉裝置的卡盤上，其第二端固定在冷卻液輸送裝置的托架上，冷卻液輸送裝置內部裝有不銹鋼滾珠軸承，合金管與冷卻液輸送裝置的托架為錐度密封接觸；

通過磨具旋轉驅動裝置將與轉桿相連接的連接桿移至合金管的第一端，將至少一只帶磨料研磨刷安裝在磨具旋轉驅動裝置的連接桿上，其中帶磨料研磨刷由研磨材料與刷絲制成；

啟動旋轉裝置和磨具旋轉驅動裝置，旋轉裝置帶動合金管，磨具旋轉驅動裝置帶動研磨刷，兩者相向運動，對合金管內凸焊點進行研磨，進而通過磨具旋轉裝置驅動連接桿按照預設的走刀量從合金管的第一端向第二端運動，在合金管內對強化傳熱元件進行研磨；

其中，在啟動旋轉裝置和磨具旋轉驅動裝置同時順時針或逆時針轉動的同時，啟動冷卻液輸送裝置，將冷卻液按設定流量設定壓力輸送至合金管內，將研磨產生的磨料沖走，并對磨刷過程進行冷卻。

可選的，合金管內壁形成的焊點的化學成分與合金管的化學成分相同，并且稀釋率不大于1%。

可選的，旋轉裝置的轉度為15～30轉/min，磨具旋轉驅動裝置的轉速為160～240轉/min，磨具旋轉驅動裝置驅動連接桿的走刀量為2mm/min。

可選的，冷卻液輸送裝置輸送冷卻液的流量為25～35m³/min，壓力為1MPa。