专利名称：整体热浸镀铝换热器(管束)的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对换热器设备及备件进行整体热浸镀铝的工艺方法，进而开发出具有较强耐腐蚀性能的新型产品，属于采用熔剂法热浸镀铝生产防腐产品技术领域，特别涉及一种整体热浸镀铝换热器(管束)的生产工艺。
背景技术：
换热器广泛应用于化工、炼油、食品、动力、原子能等行业，换热器是在高温、高压、腐蚀介质复杂的环境中运行，所以换热器的腐蚀破坏是十分严重的，如在炼油企业换热器每年腐蚀破坏率高达27.2％，远远高于其它设备的腐蚀破坏率。在腐蚀破坏中，又以应力腐蚀开裂、间隙腐蚀、氢致开裂等为主。目前，国内外为提高换热器防腐性能，延长其使用寿命，一般都是采用两种途经，其一为采用更耐蚀的高级合金材料；其二是对碳钢材料或设备进行表面防护，如对换热器进行有机涂料防护，用化学镍磷镀法进行防护；还有对碳钢材料进行渗铝防护后再制成换热器等办法。这两种途经都存在一些不足或缺陷，提高材料品质方法一次性投资过大，应用环境有一定局限性；涂料防护、化学镍磷镀法防护、渗铝钢制作防护等方法存在涂层、镀层、渗层针孔漏镀严重，附着力较低，易老化剥落等缺陷，耐蚀性能无明显提高，且对应力腐蚀、间隙腐蚀不能得到任何缓解和消除的效果。目前，国内外热浸镀铝技术有钝化法、一浴法、二浴法、气体保护法等，这些方法都能在钢铁材料的表面进行镀铝，但存在镀层针孔漏镀严重，铁铝合金渗层较薄不足，尤其是这些方法不能对重量重、表面积大、结构复杂的设备或备件进行热浸镀铝，比如换热器管束，一般重量都在数吨以上，换热管的数量一般都少则几百根，多则上千根，其结构形式又比较复杂，所以目前任何一种热浸镀铝技术都不能对换热器管束进行整体热浸镀铝。
发明内容
本发明克服上述技术存在的缺陷，目的是为改进目前的二浴法熔剂热浸镀铝技术，提供一种整体热浸镀铝换热器(管束)的生产工艺，使之能够对换热器管束等大型复杂的设备进行整体热浸镀铝，进而开发出优于涂料防护、化学镀防护、渗铝钢防护的换热器管束，这种新型的整体热浸镀铝换热器管束有镀层致密、均匀、渗层厚度较深、消除焊接应力、金属材料化学性能无明显变化等优点，所以其耐腐蚀性更明显，这种新型的整体热浸镀铝换热器尤其可以较好的消除换热器管束的应力腐蚀开裂、氢致开裂、间隙腐蚀破坏等，使换热器的使用寿命有显著提高。
本发明整体热浸镀铝换热器(管束)的生产工艺内容简述本发明整体热浸镀铝换热器(管束)的生产工艺，其特征在于本发明为达到在较低温度下在钢铁材料的表面镀渗铝层采用的熔剂配方为Nacl 40～43％、Kcl 37～40％、Na3AlF6 12～16％、AlF64～6％；为保证清洗干净的换热器或金属材料在高温下不被二次氧化采用的助镀剂配方为Nacl 3～5％、Kcl 3～5％、NaF 3～5％、Zncl85～91％；可对体积大、重量重的换热器管束进行预热的设备是预热电炉，预热电炉的结构形式为在预热电炉的底部和炉壁周围安装有电加热管，在炉内设置热风循环系统；换热器(管束)整体热浸镀铝的工艺流程是换热管—酸洗、检查—管束制造—前处理—助镀处理—预热—熔剂处理—热浸镀铝——保温缓冷—后处理—检查、修整、成品。
本发明所采用的熔剂配方具有融点低、流动性好、浸润活化钢材基体充分、成本低、配制简单的特点。采用这种熔盐可使铝原子在较低温度下，渗透到钢材基体中，能够获得相当于高温渗铝而得到的铁铝合金层厚度，镀层不存在针孔漏镀，有良好的耐蚀性能。助镀剂在高温条件下不剥落、不老化、不失效，可以很好的防止钢材基体二次氧化。由于采用了预热设备，可以将体积大、重量重、热熔量大、结构复杂的换热器管束均匀地预热到300℃左右，保证了管束能够在较短时间进行盐浴和镀铝。采用了上下移动和旋转浸镀的工艺方法，使管束与铝液界面之间相对运动状态得到改善，使管束表面温度更趋于一致，使铝液中的含铁浓度比较均匀，所以管束所获得的渗镀层厚度均匀，成分一致，含铁量较低，渗镀层的耐蚀和附着力等性能都明显高于静态热浸镀铝方法。
具体实施例方式
本发明整体热浸镀铝换热器(管束)的生产工艺过程
1、将换热管进行酸洗，检查换热管管材是否存在缺陷；2、将换热管制成换热管束；3、换热管束进行前处理，前处理包括碱洗—水洗—酸洗—水洗四个步骤；4、换热管束在助镀槽中进行助镀处理，助镀剂由Nacl 3～5％、Kcl 3～5％、NaF 3～5％、Zncl85～91％，加水配制浓度要达到溶解度最小的组元接近饱和，助镀剂的温度为80～90℃，助镀时间为5～10分钟；5、将助镀处理后的换热管束置于预热电炉中进行预热，根据换热管束不同点温度差值而对电加热管进行自动控制，保证换热管束在预热过程中均匀升温，使换热管束避免出现超过临界温差的温差应力变形，其最高预热温度为300℃，升温时间2小时；6、在单独的熔融熔盐锅内进行熔剂处理，熔盐是由Nacl 40～43％、Kcl 37～40％、Na3AlF6 12～16％、AlF64～6％混合配制，配制后的熔盐在盐锅中彻底熔化，每次在生产前和生产一周后都需用熔盐总量1～3％的氟化镁对熔剂进行净化，熔盐的熔点为640℃，熔剂使用温度为680～700，熔剂处理时间为0.5～2小时，取决于换热管束直径的大小；7、热浸镀铝热浸镀铝是在单独的熔融铝液中进行，所用铝为AOO以上纯度的工业原铝，铝液温度控制在700～720℃，浸镀时间为30～50分钟；换热管束在浸镀过程中始终处于上下移动和不断旋转的状态，上下移动速度为4～6米/分钟，旋转速度为2圈/分钟；8、保温缓冷换热管束在提出铝锅后应加上保温罩，保温罩为自动伸缩式，镀铝后的换热管束在保温炉内进行保温缓冷，保温炉应保证换热管束在600℃左右保温4个小时，然后缓慢均匀的冷却，在冷却过程中换热管束各点的温差不超过50℃，温降速度控制在100℃/小时左右，缓冷到100℃以下时，将换热管束提出空冷；9、后处理将冷却到室温的换热管束进行后处理，以去除换热管束镀层表面的熔剂，同时对镀铝层进行钝化；将后处理后的换热管束进行质量检查、修整、成品包装。
权利要求
1.一种整体热浸镀铝换热器(管束)的生产工艺，其特征在于换热器(管束)整体热浸镀铝的工艺流程是换热管—酸洗、检查—管束制造—前处理—助镀处理—预热—熔剂处理—热浸镀铝——保温缓冷—后处理—检查、修整、成品；整体热浸镀铝换热器(管束)的生产工艺过程是(1)、将换热管进行酸洗，检查换热管管材是否存在缺陷；(2)、将换热管制成换热管束；(3)、换热管束进行前处理，前处理包括碱洗—水洗—酸洗—水洗四个步骤；(4)、换热管束在助镀槽中进行助镀处理，助镀剂由Nacl 3～5％、Kcl 3～5％、NaF 3～5％、Zncl85～91％，加水配制浓度要达到溶解度最小的组元接近饱和，助镀剂的温度为80～90℃，助镀时间为5～10分钟；(5)、将助镀处理后的换热管束置于预热电炉中进行预热，根据换热管束不同点温度差值而对电加热管进行自动控制，保证换热管束在预热过程中均匀升温，使换热管束避免出现超过临界温差的温差应力变形，其最高预热温度为300℃，升温时间2小时；(6)、在单独的熔融熔盐锅内进行熔剂处理，熔盐是由Nacl40～43％、Kcl 37～40％、Na3AlF6 12～16％、AlF64～6％混合配制，配制后的熔盐在盐锅中彻底熔化，每次在生产前和生产一周后都需用熔盐总量1～3％的氟化镁对熔剂进行净化，熔盐的熔点为640℃，熔剂使用温度为680～700，熔剂处理时间为0.5～2小时，取决于换热管束直径的大小；(7)、热浸镀铝热浸镀铝是在单独的熔融铝液中进行，所用铝为AOO以上纯度的工业原铝，铝液温度控制在700～720℃，浸镀时间为30～50分钟；换热管束在浸镀过程中始终处于上下移动和不断旋转的状态，上下移动速度为4～6米/分钟，旋转速度为2圈/分钟；(8)、保温缓冷换热管束在提出铝锅后应加上保温罩，保温罩为自动伸缩式，镀铝后的换热管束在保温炉内进行保温缓冷，保温炉应保证换热管束在600℃左右保温4个小时，然后缓慢均匀的冷却，在冷却过程中换热管束各点的温差不超过50℃，温降速度控制在100℃/小时左右，缓冷到100℃以下时，将换热管束提出空冷；(9)、后处理将冷却到室温的换热管束进行后处理，以去除换热管束镀层表面的熔剂，同时对镀铝层进行钝化；将后处理后的换热管束进行质量检查、修整、成品包装。
2.根据权利要求1所述的整体热浸镀铝换热器(管束)的生产工艺，其特征在于所说的熔剂配方为Nacl 40～43％、Kcl 37～40％、Na3AlF6 12～16％、AlF64～6％。
3.根据权利要求1所述的整体热浸镀铝换热器(管束)的生产工艺，其特征在于所说的助镀剂配方为Nacl 3～5％、Kcl 3～5％、NaF 3～5％、Zncl85～91％。
4.根据权利要求1所述的整体热浸镀铝换热器(管束)的生产工艺，其特征在于所说的预热电炉的结构形式为在预热电炉的底部和炉壁周围安装有电加热管，在炉内设置热风循环系统。
全文摘要
本发明涉及一种对换热器设备及备件进行整体热浸镀铝的工艺方法，进而开发出具有较强耐腐蚀性能的新型产品，属于采用熔剂法热浸镀铝生产防腐产品技术领域，特别涉及一种整体热浸镀铝换热器(管束)的生产工艺。其特征是换热器(管束)整体热浸镀铝的工艺流程是换热管—酸洗、检查—管束制造—前处理—助镀处理—预热—熔剂处理—热浸镀铝——保温缓冷—后处理—检查、修整、成品。本发明能够对换热器(管束)等大型复杂设备进行整体热浸镀铝，具有镀层致密、均匀、渗层厚度较深、消除焊接应力、金属材料化学性能无明显变化等优点，可以较好的消除换热器管束的应力腐蚀开裂、氢致开裂、间隙腐蚀破坏等，使换热器的使用寿命有显著提高。
文档编号C23C2/12GK1687480SQ20051004640
公开日2005年10月26日 申请日期2005年5月10日 优先权日2005年5月10日
发明者秦德贤, 靖殿贵 申请人:秦德贤