高耐腐鈦合金換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及防腐設(shè)備領(lǐng)域，特別設(shè)及一種高耐腐鐵合金換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002] 換熱器在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，在煉油、化工、石油化工、冶金、電力、輕工、食品 等行業(yè)普遍應(yīng)用，能夠節(jié)約能源，充分利用能源，實(shí)現(xiàn)高溫低溫?zé)崮艿幕厥?，換熱器是一種 實(shí)現(xiàn)物料之間熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備。換熱器按照材料可W分為碳鋼，不誘鋼，鐵合金，玻璃， 塑料，石墨，按照使用的結(jié)構(gòu)可W分為螺旋板，平板，噴淋，列管等形式。傳統(tǒng)的換熱器，存在 占地面積大，金屬用量多的缺點(diǎn)，在強(qiáng)酸環(huán)境下，耐腐蝕性能低，換熱效率低的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種高耐腐鐵合金換熱器，能 夠適應(yīng)化工中的強(qiáng)酸堿環(huán)境，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)置合理，換熱效率高，經(jīng)久耐用，不易結(jié)垢，密封 性良好；同時(shí)還提供一種鐵合金熱交換管用的高耐腐蝕性鐵合金，使鐵合金熱交換管具備 更好地耐腐蝕性能，致密度更高，可達(dá)到92. 5%，能夠完全適應(yīng)400°C下各種復(fù)雜環(huán)境。此 夕F，通過(guò)優(yōu)化制備工藝，使鐵合金熱交換管還具備良好的塑性和強(qiáng)度，改善了鐵合金的加工 性能，使鐵合金具有優(yōu)良的冷彎性能和冷壓成形性能，便于加工制造。
[0004] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種高耐腐鐵合金換熱器，包括熱交換裝置一和熱 交換裝置二，所述熱交換裝置一的一端設(shè)有一外腔體，另一端設(shè)有一內(nèi)腔體，所述外腔體的 一端設(shè)有一熱源進(jìn)口，中部設(shè)有一冷液進(jìn)口，另一端與所述熱交換裝置一連接，所述內(nèi)腔體 的一端與所述熱交換裝置一連接，另一端連接所述熱交換裝置二，所述熱交換裝置二的上 部設(shè)有一熱源出口，下部設(shè)有支架，熱交換裝置二的懸臂端設(shè)有一封頭，所述封頭上設(shè)有一 冷液出口，所述冷液進(jìn)口深入所述外腔體內(nèi)部與一熱交換內(nèi)腔相連并自為一體，所述熱交 換內(nèi)腔貫穿所述熱交換裝置一和熱交換裝置二，并于所述封頭相連且自為一體，運(yùn)樣的設(shè) 置使冷液和熱源在熱交換過(guò)程中相互分離，隔離性良好，不會(huì)發(fā)生相互滲透污染，保證了工 作的穩(wěn)定性。
[0005] 進(jìn)一步，所述熱交換裝置一為鐵合金熱交換管，管壁呈回環(huán)迭積狀，熱交換裝置一 與所述內(nèi)腔體相連接處通過(guò)針焊形式密封連接，熱交換裝置一與所述外腔體相連接處設(shè)有 安裝凸臺(tái)，所述安裝凸臺(tái)與所述外腔體密封連接，運(yùn)樣設(shè)置可W使熱源沿著管壁呈環(huán)狀流 動(dòng)，延長(zhǎng)熱源在管內(nèi)的停留時(shí)間，進(jìn)而增加了換熱時(shí)間，提高了換熱效率；而在鐵合金熱交 換管上設(shè)置安裝凸臺(tái)，可W使鐵合金熱交換管與外腔體實(shí)現(xiàn)很好的密封連接，即使因外部 原因而發(fā)生晃動(dòng)，也不會(huì)影響其密封性。
[0006] 進(jìn)一步，所述熱交換裝置二為一圓筒形結(jié)構(gòu)，熱交換裝置二與所述內(nèi)腔體連接的 一端設(shè)有一圈安裝凸緣，所述安裝凸緣與所述熱交換裝置二自為一體，安裝凸緣上均勻分 布有若干個(gè)安裝槽，所述安裝槽內(nèi)設(shè)有螺栓，安裝凸緣通過(guò)螺栓與所述內(nèi)腔體密封連接。設(shè) 置熱交換裝置二的目的在于一方面是為了增大換熱效率，另一方面是為了沉淀熱源內(nèi)的污 垢，即熱源在熱交換裝置一發(fā)生換熱后，其熱量和流動(dòng)速度大大降低，除為了充分利用余熱 夕F，熱源內(nèi)會(huì)結(jié)晶出水垢，運(yùn)些水垢若不及時(shí)排出則會(huì)依附在管壁內(nèi)，從而影響換熱，降低 換熱效率，通過(guò)熱交換裝置二的沉淀作用，可使水垢吸附在熱交換裝置二上而不影響換熱， 同時(shí)清理時(shí)也方便快捷。
[0007] 進(jìn)一步，所述外腔體為一圓筒形結(jié)構(gòu)，外腔體帶熱源進(jìn)口的一端密閉，另一端設(shè)有 通孔，所述內(nèi)腔體也為一圓筒形結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔體的兩端也設(shè)有通孔。
[0008] 進(jìn)一步，所述熱交換內(nèi)腔為圓筒狀，筒壁也為回環(huán)迭積狀，熱交換內(nèi)腔的直徑小于 所述熱交換裝置一和熱交換裝置二的直徑，熱交換內(nèi)腔的內(nèi)外壁上均涂覆有一層聚四氣乙 締膜，所述聚四氣乙締膜的厚度為200-500ym。將熱交換內(nèi)腔的筒壁也設(shè)置成回環(huán)迭積狀， 可W增加熱源的環(huán)流效果，增大換熱面積，進(jìn)一步提高換熱效率，而在熱交換內(nèi)腔設(shè)置聚四 氣乙締膜可W減少換熱過(guò)程中產(chǎn)生的水垢和結(jié)晶物的依附，使熱交換內(nèi)腔保持干凈，維持 換熱效率。
[0009] 進(jìn)一步，所述冷液進(jìn)口和熱源進(jìn)口處還設(shè)有濾網(wǎng)，所述濾網(wǎng)固定安裝在所述冷液 進(jìn)口和熱源進(jìn)口的內(nèi)壁上，運(yùn)樣就防止了其他雜物進(jìn)入高耐腐鐵合金換熱器內(nèi)，保證換熱 通道通楊。
[0010] 進(jìn)一步，所述熱交換裝置一所用鐵合金熱交換管用高耐腐蝕性鐵合金制作而成， 所述高耐腐蝕性鐵合金由W下質(zhì)量百分比的成分組成：侶為4. 5-5. 3%，錫為1. 8-2. 3%，儀 為 0. 05-0. 15%，錠為 0. 005-0. 056%，銀為 0. 05-0. 087%，銘為 0. 1-0. 23%，鋼為 0. 2-0. 38%，車孟 為0. 7-1. 2%，饑為4. 5-6. 1%，妮為0. 2-1. 2%，錯(cuò)為0. 12-1. 2%，余量為鐵及其不可避免的雜 質(zhì)。
[0011] 進(jìn)一步，所述高耐腐蝕性鐵合金由W下幾個(gè)步驟制得： 步驟1、根據(jù)擬制備的高耐腐蝕性的鐵合金成分比例，配比好原料鐵的份量和其他添加 合金元素的份量，然后將原料鐵及其他添加合金元素分別用球磨機(jī)研磨成粉末，直至粉末 的平均粒度小于60ym為止，然后將得到的原料鐵粉和其他添加合金元素粉末一起加入到 =維混料機(jī)中，并在氣氣氣氛保護(hù)下混合均勻，得到混合物A; 步驟2、將步驟1中得到的混合物A裝入提前制作好的模具中，在壓制壓強(qiáng)為 350-370MPa下用冷等靜壓法將混合物A壓制成所需形狀，得到壓巧B，然后將壓巧B放入真 空燒結(jié)爐中； 步驟3、步驟2完成后，對(duì)真空燒結(jié)爐抽真空直至真空度達(dá)到5X10 4Pa,然后通入氣氣 直至恢復(fù)常壓，再繼續(xù)抽真空至5X10 4Pa,再通入氣氣，重復(fù)操作=次； 步驟4、步驟3完成后，開始真空燒結(jié)，升溫真空燒結(jié)爐至1250-1300°C，升溫速率控制 在7-10°C/min,然后保溫6-化，最后隨爐冷卻至室溫，得到鐵合金熱交換管。
[0012] 進(jìn)一步，步驟1中，所述原料鐵為用艦化鐵法分解生產(chǎn)的高純度鐵，其純度為 99. 7-99. 9% ;步驟4中，真空燒結(jié)和冷卻過(guò)程中需對(duì)真空燒結(jié)爐內(nèi)一直抽真空并保持真空 度為5X10 4paW下。
[0013] 進(jìn)一步，通過(guò)上述工藝得到的鐵合金熱交換管還需進(jìn)行熱處理，其熱處理工藝包 括W下幾個(gè)步驟： 步驟1、澤火：將鐵合金熱交換管置于熱處理爐中，加熱鐵合金熱交換管至93(TC，升溫 速率控制在90-100°CA，保溫1-2.化，然后水澤至室溫； 步驟2、澤火完成后，繼續(xù)將鐵合金熱交換管置于熱處理爐中，加熱鐵合金熱交換管至 505°C，升溫速率控制在60-70°CA，保溫4-化后空冷至室溫。
[0014] 在本發(fā)明的高耐腐蝕性鐵合金的配方中，侶是典型的a穩(wěn)定元素，侶在鐵中能起 到很好的固溶強(qiáng)化作用，能提高鐵合金的熱穩(wěn)定性和彈性模量，降低鐵合金的剛度，提高其 加工性能，是鐵合金中重要的合金元素，但當(dāng)侶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)6%后，鐵合金中會(huì)出現(xiàn)有 序相Ti3Al而變脆，運(yùn)很不利于鐵合金的加工性能和力學(xué)性能，因此在本發(fā)明中侶的含量 控制在4. 5-5. 3%;錫在鐵合金中屬中性元素，能夠強(qiáng)化a相，并提高鐵合金的抗蠕變能力 ;儀的加入主要是進(jìn)一步提高鐵合金的耐腐蝕性能，擴(kuò)大鐵合金的適用范圍；錠的加入可W 細(xì)化鐵合金的晶相，提高其力學(xué)性能，隨著錠含量的增加，細(xì)化效果增強(qiáng)，細(xì)化效果不再繼 續(xù)增強(qiáng)，原因是錠加入鐵合金中，是W小顆粒錠氧化物形式存在，當(dāng)錠含量達(dá)到0. 12%時(shí)， 小顆粒錠氧化物變粗，數(shù)量增多，細(xì)化效果不再繼續(xù)增強(qiáng)，綜合考慮，在本發(fā)明中，錠的含量 控制在0. 005-0. 056% ;銀的加入可W降低鐵合金的氨超電勢(shì)、將自然電位維持于純態(tài)區(qū)域 效果，能進(jìn)一步提高鐵合金的耐腐蝕能力，當(dāng)銀的含量低于0. 05%時(shí)，對(duì)鐵合金耐腐蝕性的 增強(qiáng)不明顯，無(wú)法發(fā)揮其作用，當(dāng)銀的含量高于0