[其他]钛-铝复合翅片管及制造工艺

说明书

本发明属于双金属复合管。

目前国内沿海电厂一般采用铜-铝复合翅片管作为空气冷却器的传热元件。这种管子具有良好的传热特性，但内层黄铜在污染的冷却水介质（例海水）中，由于应力腐蚀而产生开裂、泄漏，使用寿命较短，据调查，一般使用三、四年管子即开始泄漏，严重的使用一、二年后就开始泄漏（1），工业纯钛具有优良的耐蚀性能，在国外，已在石油、化工等领域获广泛应用，日、美等国一些发电厂海水冷却系统中也大量采用钛管（2），但纯钛管的价格较贵。

双金属复合管的制造方法有：轧制法和拉拔法，轧制法由于轧辊的下压力和管壁厚度的偏差而容易引起管体长方向复合力不均匀，一般说，轧制成形法即使提高轧辊的下压力也不能得到充分的复合力，拉拔法要取得很高复合力比较困难，但复合力比较均匀，稳定。两种方法有一个共同缺点是不能将压缩残余应力留在复合管内，所以复合力不可能长期保留在较高的压应力下，这样在翅片轧制后其复合力就明显下降。

本发明的目的是提供一种热交换器用双金属复合翅片管，它既具有铜-铝翅片管那样良好的传热特性，又有钛材的优良耐蚀性，而制造成本要比纯钛管便宜;本发明的另一个目的是提出一种由热膨胀系数差别较大的两种金属（钛-铝）构成的双金属复合翅片管的制造工艺，采用这种工艺，复合层能保持较高的复合力，从而具有良好的传热特性。

本发明为一种双金属复合管，由内层钛管，外层铝质翅片管构成。作热交换器传热元件用，其实质是内层为耐蚀性优良的钛管，因而该传热元件用于污染的冷却介质中时不产生由于应力腐蚀造成的开裂，泄漏现象，可延长使用寿命。

本发明提出一种钛-铝复合翅片管的制造工艺，其工艺流程为：来料检验-铝管打头-清洗-校直-冷拔-复合-切头-清洗-退火-校直-轧制翅片-清洗-定尺-包装。

该工艺的实质是使复合介面维持高的复合力，从而减小复合层的热阻，提高传热元件的传热效率，其关键措施是：

（1）复合管坯在轧制翅片前进行退火热处理，热处理条件：

温度200-400℃，时间：1～2小时。

（2）采用轧辊上装有不同外径的刀片的轧机轧制翅片，通过调整刀片外径和角度，不同外径的刀片产生不同的线速度，使复合管坯受到一个附加的“扭曲”应力。从而避免复合管坯在轧翅时复合力的下降，轧辊数为3，刀片数9～23，刀片外径80-66毫米。

发明详细叙述如下：

钛-铝复合翅片管：

图1为钛-铝复合翅片管，纵剖视图。

由内层钛管1，外层铝翅片管2构成。

钛-铝复合翅片管制造工艺（按制造工序顺次）：

1、来料检验：钛管质量应符合“冷凝管用无缝钛管”国家标准要求，管材表面无严重擦伤、划伤;铝管表面，在低倍金相显微镜下观察时不得有疏松、裂纹、减层、缩尾、夹渣，及金属间化合物和粗大的光亮结晶，以免翅片产生开裂等现象，复合前铝管外径按经验推导，一般比复合后的铝管截面积大10-15%。

2、铝管打头，供拉拨夹钳。

3、为保证复合牢固，钛管和铝管复合表面应无灰尘和油污，用Y_B-5清洗剂配制成5%水溶液清洗，然后立即在60℃水中冲洗干净。

4、校直机校直。

5、在一般冷拔机上冷拔复合成钛-铝复合管坯，拉拔时铝管和钛管的外径断面减小率分别为11-15%和1-3%，复合速度：4-10米/分，润滑剂：汽缸油。

6、复合管坯切头、清洗

7、复合管坯退火热处理：该工序是使翅片管具有高的复合力的关键措施之一，是作用是①消除冷拔过程中晶粒长大，避免复合管因时效现象而产生的复合力明显下降，②利用内管（钛）具有较大加工回弹性特点，提高复合层的复合力，热处理条件：温度200-400℃，时间1～2小时，真空气氛

8、管坯校直

9、轧制翅片：该工序为钛-铝复合翅片管制造工艺的关键之一，翅片轧制在冷轧机上进行，每一轧辊上装有直径不同的刀片，图2为三辊轧机轧制翅片示意图。设备由动力电机供给，经变速传递给三根互为120°的轧辊，轧辊上装有三组刀片，复合管坯受刀片切向力作用而螺旋运动，随着刀片逐渐压入，迫使金属进入塑性状态，并强迫金属沿着刀片的二侧面向上流动，刀片的设计是将变形量逐步分配在各把刀片上，因此管坯在轧辊作用下作螺旋运动前进，经过刀片组，即形成产品所要求的翅片。