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鎳基釬焊熱管換熱器的特點(diǎn)及其應(yīng)用

查看：2078 　發(fā)稿日期：2016-01-13 15:13:25

1熱管及熱管換熱器

熱管主要是由管殼與管內(nèi)的工作介質(zhì)所組成，首先要求這兩種物質(zhì)，必須是化學(xué)相容的，即不起化學(xué)反應(yīng)，不得生成新的物質(zhì)，這主要是由工作介質(zhì)的性能指標(biāo)保證。熱管的工作介質(zhì)一般要有十余項(xiàng)要求，其中化學(xué)相容是首要的性能，除此之外，熱管的工作介質(zhì)還必須具有安全方面的性能指標(biāo)，即必須是無(wú)毒，不易燃和不易爆等的要求，這些都是熱管工作壽命和安全的指標(biāo)。

另外，目前熱管在傳熱性能方面的指標(biāo)是夠高的，對(duì)增能熱管來(lái)說(shuō)那就更高了。單管熱管的傳導(dǎo)速率是很高的，金屬和非金屬的導(dǎo)熱速率取決于材料的導(dǎo)熱系數(shù)、溫度梯度、正交于溫度梯度的截面積，以金屬銀為例，其值在415Ｗ/ｍ2·Ｋ左右，“水鋼熱管”是銀的幾百倍到上千倍，而增能熱管又是“水鋼熱管”的7倍左右。對(duì)單管熱管要有這樣高的傳導(dǎo)速率，管殼外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很重要，即必須有足夠的對(duì)流換熱的流速和足夠大的擴(kuò)展面積，即有極高的傳熱系數(shù)，否則足夠高的傳導(dǎo)速率是很難實(shí)現(xiàn)的。具體來(lái)說(shuō)是取決于管外的加熱段與冷卻段的熱冷流體相對(duì)管外翅片的流速的大小和翅片表面積的大小，所以一般熱管管外都采用翅化表面，即管外都采用翅片管形式，而且盡量采用大的翅化比來(lái)設(shè)計(jì)熱管。熱管換熱器是上述所說(shuō)的熱管組成的，所以它也具有工作壽命長(zhǎng)和傳熱量大的特點(diǎn)。

2熱管換熱器的工作環(huán)境

由于熱管換熱器與常規(guī)換熱器相比較具有以下主要特點(diǎn)：(1)傳熱系數(shù)高；(2)傳熱量大或體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊；(3)熱管的等溫性好；(4)不易腐蝕，不易積灰和結(jié)垢；(5)可折卸、安裝和更換維護(hù)方便；(6)每支熱管在熱管換熱器中都是一個(gè)獨(dú)立的小換熱器，所以一兩支熱管壞了不影響整體熱管換熱器，更不會(huì)影響與熱管換熱器有關(guān)的系統(tǒng)。這一點(diǎn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行來(lái)說(shuō)特別重要。

由于熱管換熱器具有上述特點(diǎn)，在實(shí)踐中應(yīng)用非常廣泛，用于石油、化工、天然氣、冶金、電力和小氮肥廠等領(lǐng)域進(jìn)行余熱回收和熱量轉(zhuǎn)換。在上述領(lǐng)域中熱管換熱器工作的環(huán)境條件一般是很差的，如積灰、結(jié)垢、熱阻大、影響傳熱；磨損大影響熱管的工作壽命，接觸熱阻大影響傳熱，高溫腐蝕和低溫腐蝕影響熱管工作安全和壽命等。如熱管換熱器不能適應(yīng)條件差一些的工作環(huán)境，它的工作、安全和壽命都得不到保證，那對(duì)熱管換熱器是極大的浪費(fèi)。制造熱管及其換熱器，要消耗大量的材料、設(shè)備、工時(shí)和能源等，如熱管換熱器的工作壽命減少了一倍，那么材料、工時(shí)、能源和成本等就要增加一倍，這就是極大的浪費(fèi)。如果工作壽命增加一倍，上述各項(xiàng)均節(jié)省了一倍，那才是真正的高效節(jié)能產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間工作實(shí)踐和調(diào)查研究和實(shí)用的例子說(shuō)明，能夠在上述環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間工作的熱管換熱器，只有鎳基釬焊熱管換熱器。

3鎳基釬焊熱管換熱器

能夠加工鎳基釬焊熱管的鎳基釬焊設(shè)備，是加工熱管硬件中的硬件。鎳基釬焊熱管換熱器是許多只鎳基釬熱管組成的熱交換器，它的性能和特點(diǎn)，均取決于鎳基釬焊熱管，其管殼一般是碳鋼管，管外為碳鋼翅片，一般為螺旋繞片翅片，然后通過(guò)鎳基釬焊設(shè)備高溫?zé)Y(jié)而成，具有很高的熱傳導(dǎo)速率和很高的工作壽命。

4鎳基釬焊熱管及其特點(diǎn)

對(duì)熱管基管和外翅片進(jìn)行鎳基釬焊后：(1)基管和翅片的焊著率為100%；(2)焊接部位平滑；(3)焊接中無(wú)殘?jiān)?4)該翅片管的熱阻小；接觸熱阻為0，明顯小于高頻焊和銅合金焊翅片管的熱阻；(5)其傳熱能力比高頻焊翅片管高20%左右，與整體軋鋼的翅片管相當(dāng)。鎳基釬焊管是用特種設(shè)備和工藝，將鎳鉻合金均勻噴涂于碳鋼表面，經(jīng)在保護(hù)氣氛中使合金溶化，并滲入碳鋼基體0.013～0.024ｍｍ，在基體表面沉積為0.025ｍｍ左右，總體形成厚度為0.05ｍｍ左右的鎳鉻合金層，其主要特點(diǎn)：(1)合金的滲入層均勻、光亮、致密；(2)與鍍層、涂層有根本的區(qū)別，不存在起皮或脫落的可能；(3)表面硬度是普通鋼管的4倍左右；(4)耐高溫和低溫露點(diǎn)腐蝕；(5)耐沖刷和磨損、不易積灰和結(jié)垢；(6)能在含酸堿、鹽等腐蝕氣氛環(huán)境中長(zhǎng)期工作；(7)價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于不銹鋼管一般低于不銹鋼管1/4左右。根據(jù)上述有關(guān)的特點(diǎn)，還可以提高對(duì)流換熱的速度來(lái)提高傳熱系數(shù)，從而進(jìn)一步提高換熱能力或者減小結(jié)構(gòu)尺寸。

5鎳基纖焊的特種設(shè)備和工藝的應(yīng)用

鎳基釬焊設(shè)備及其工藝不僅適用于鎳基釬焊熱管，同樣可以適用于鋼和銅合金翅片管、不銹鋼翅片管以及各種形式碳鋼翅片管的釬焊，也適用于波紋管，以及特殊場(chǎng)合應(yīng)用鋼管等的鎳基釬焊，滲入到碳鋼基體和在基體表面沉積層以及總體形成厚度等，均能達(dá)到鎳基釬焊熱管的諸項(xiàng)特點(diǎn)。(end)

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