[發明專利]一種高通量高鈦換熱管及其制備方法

在審

• 申請號: 202111292151.5
• 申請日: 2021-11-02
• 公開（公告）號: CN113834365A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 徐健;毛國均;費東輝
• 申請（專利權）人: 寧波安信化工裝備有限公司
• 主分類號: F28F1/00
• 分類號: F28F1/00;F28F19/06;F28F21/08;C22C14/00;C23C24/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及換熱器零部件的技術領域，尤其是涉及一種高通量高鈦換熱管及其制備方法。一種高通量高鈦換熱管，包括換熱管基管以及設置于換熱管基管的外表面和/或內表面的防護層，所述防護層包括95?99.9wt%鈦以及0?5.0wt%連接金屬，余量為不可避免的雜質；所述防護層的厚度介于0.7?0.9mm之間，所述防護層的孔隙率介于50?70%。本申請的高通量高鈦換熱管可用于海水淡化、石油煉化等高腐蝕性液體熱傳導領域，其在具有耐腐蝕、良導熱的同時，還具有防護層不易脫落的優點。

技術領域

本發明涉及換熱器零部件的技術領域，尤其是涉及一種高通量高鈦換熱管及其制備方法。

背景技術

高通量換熱管是一種用于強化沸騰傳熱的高效換熱器，其主要是通過在金屬管的外表面或者內表面設置金屬多孔涂層，促使氣液可以在多孔層內發生急劇循環并形成高效的液膜蒸發，從而在較寬的熱通量范圍內介質能保持處于核沸騰狀態，進而得到沸騰傳熱系數高、沸騰所需壁溫低、臨界熱負荷高、操作平穩、彈性大等優點。

而對于在金屬管上設置金屬多孔涂層的方法主要是粉末冶金法，即在保護氣氛的高溫爐或真空爐中對不同金屬進行燒結熔化，且燒結時至少有一種元素仍處于固態。而燒結過程中粉末顆粒間通過擴散、再結晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化學過程，最后再得到高通量換熱管。

針對上述中的相關技術，發明人認為，目前常用的高通量換熱管主要有不銹鋼管(304)以及碳鋼管兩種，其中，不銹鋼管(304)的內/外表面設置的金屬多孔涂層為不銹鋼涂層(2205)，而碳鋼管的內/外表面設置的金屬多孔涂層為鋁涂層；然而當上述高通量換熱管應用于海水淡化、石油煉化等高腐蝕性液體熱傳導領域中時，碳鋼型高通量換熱管根本無法使用，而不銹鋼型高通量換熱管的耐腐蝕性能仍相對較差，所以存在高通量換熱管的使用壽命較短的缺陷。

發明內容

為了改善高通量換熱管在高腐蝕性液體熱傳導領域中使用壽命較短的問題，本申請提供一種高通量高鈦換熱管及其制備方法。

本申請提供的一種高通量高鈦換熱管及其制備方法采用如下的技術方案：

第一方面，本申請提供一種高通量高鈦換熱管，采用如下的技術方案：

一種高通量高鈦換熱管，包括換熱管基管以及設置于換熱管基管的外表面和/或內表面的防護層，所述防護層包括95-99.9wt％鈦以及0-5.0wt％連接金屬，余量為不可避免的雜質；所述防護層的厚度介于0.7-0.9mm之間，所述防護層的孔隙率介于50-70％。

通過采用上述技術方案，由于鈦具有良好的耐腐蝕性，所以當防護層中含有95-99.9wt％的鈦時，即使將其應用于海水淡化、石油煉化等高腐蝕性液體熱傳導領域中，該防護層仍能完好地附著在換熱管基管的表面并對換熱管基管進行防護，從而有效延長高通量高鈦換熱管的使用壽命。

另外，由于防護層的孔隙率介于50％-70％之間，所以在高通量高鈦換熱管實際使用過程中，高通量高鈦換熱管的內外表面將形成大量長期穩定存在的泡核沸騰中心，使膜狀沸騰改變和泡核沸騰，液體在微孔中以薄液膜的形式處于四周受熱狀態，氣泡內氣體升溫后迅速膨脹破裂，脫離沸騰表面，此時液體借助表面張力作用不斷吸入微孔，并在孔穴中受熱、蒸發，使沸騰設備保持在泡核沸騰的狀態下。

而由于改變了沸騰狀態，使總傳熱效率得到大幅度的提高，間接促使高通量高鈦換熱管可以通過較少的換熱面積便可以達到傳熱效率要求，有效降低制備高通量高鈦換熱管的成本。再加上液體在孔穴內受氣泡不斷膨脹、收縮而持續循環作用，孔穴也不易被堵塞。

優選的，所述防護層的孔隙率介于62-66％之間。

通過采用上述技術方案，由于防護層的孔隙率介于62-66％之間，所以防護層除了可以提高高通量高鈦換熱管的傳熱效率之外，還可以減少孔隙率對高通量高鈦換熱管的耐腐蝕性能的影響。

優選的，所述換熱管基管為鈦管以及不銹鋼管中的一種。