CN101340745A - 提高电加热管性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电加热装置的制造技术，涉及一种提高电加热管性能的方法。该方法是：a.以奥氏体不锈钢管作为电加热管的外管，采用常规方法在外管内穿入电热丝并填充氧化镁粉后，经过缩管处理缩小外管的管径；b.对缩管处理后的半成品进行第一次高温处理；c.在高温处理后通过弯曲变形的方法进行弯管加工，将外管加工成弯曲的形状；d.在弯管加工后对半成品进行常规的排潮处理或去应力处理或进行第二次高温处理；e.经过排潮处理或第二次高温处理后封闭管口。本发明在电加热管的加工工艺适当工序中加入了高温光亮处理或高温氧化处理或高温氧化处理过程，从而以最经济的工艺步骤达到提高电加热管高温性能、可靠性和使用寿命的目的。
Description
技术领域
本发明属于电加热装置的制造技术，涉及一种提高电加热管性能的方法。
背景技术
普通的电加热管一般以金属(最常用为种类奥氏体不锈钢)薄壁管材为外壳，管内穿入高电阻合金丝作为电热丝，在电热热丝与金属管内壁之间填充导热绝缘材料(通常为氧化镁粉)。电加热管的寿命、绝缘性、使用可靠性等性能主要受电热丝、氧化镁粉及金属管的质量水平及加工工艺的影响。现有的电加热管的制造方法主要存在以下问题：
1、电加热管内填充的氧化镁粉容易在自然状态下吸收空气中的水分，从而降低其绝缘性能。传统制造工艺改善方法是在管口密封前加温至300℃左右进行排潮处理，排出水份后，在尽短时间内封口，但这种方法排潮不彻底。一方面，由于较低的排潮温度不足以形成较高的水汽压力，内部的水汽难以完全克服窄长、密实的氧化层阻力而从管口全部排出；另一方面，氧化镁粉吸收水份的一部分，在加工过程中会与氧化镁粉结合为氢氧化镁，直接降低了氧化镁粉的绝缘性能，而氢氧化镁不可能在较低的温度条件下完全分解为氧化镁和水，这样水份的排出也是很不充分的。这两方面的原因直接影响了电加热管的绝缘性能、可靠性和寿命。
2、电加热管在填充氧化镁粉后，为了强化其绝缘导热性能，通常需要进行缩管处理，即，以冷压、冷轧等工艺方法缩小管径，使内部填充的氧化镁粉更加密实；另外，许多加热管还需要通过弯曲变形的方法制作为“U形”、“W形”等形状。上述这些冷变形的过程都会导致管体产生内应力，容易在使用过程中不断的冷热循环作用下产生微裂纹，并不断扩展延伸，最终导致电加热管过早失效。传统制造工艺中的改善方法是增加一个“去应力处理工序”，对于奥氏体不锈钢管，即是在300℃-350℃回火，也可以是在500℃-950℃后缓冷处理的方法。这种方法虽然可以达到去应力的目的，但对无法实现提高不锈钢管耐高温、抗高温腐蚀的能力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种提高电加热管性能的方法，使其能够在电加热管的加工过程中提高电加热管高温性能、可靠性和使用寿命。
本发明的方法是：
a.以奥氏体不锈钢管作为电加热管的外管，采用常规方法在外管内穿入电热丝并填充氧化镁粉后，经过缩管处理缩小外管的管径；
b.对缩管处理后的半成品进行第一次高温处理，所述第一次温处理是对半成品进行高温光亮处理或高温氮化处理或高温氧化处理；
c.在高温处理后通过弯曲变形的方法进行弯管加工，将外管加工成弯曲的形状；
d.在弯管加工后对半成品进行常规的排潮处理或进行第二次高温处理，所述第二次高温处理是对半成品进行高温光亮处理或高温氮化处理或高温氧化处理；
e.经过排潮处理或第二次高温处理后封闭管口。
上述的高温光亮处理是将半成品在N2和H2混合气体的气氛下加热至1040-1080℃(±10℃)进行的处理。
上述的高温氮化处理是以N2为保护气氛，将半成品加热至1040-1080℃(±10℃)进行的处理。
上述的高温氧化处理是将半成品进行加热处理中，通入煤气与空气的混合气体或液化石油气与空气的混合气体经过燃烧形成保护控制气氛；其中液化石油气或煤气的通气压力≥0.06Mpa，液化石油气或煤气与空气混合的体积比为(0.4-0.8)∶1，混合气体的总流量为17-53M3/h，最终温度为1040-1080℃(±10℃)。
上述步骤e的排潮处理或第二次高温处理后对管口的封闭步骤包括滴硅油初封管口工序，即在高温处理的半成品出炉后尽快在管口滴入若干硅油，使硅油渗入氧化镁粉端部，充实粉粒间的空隙，防止电加热管冷却或在最终密封前再吸取空气中的水份。
本发明在电加热管的加工工艺适当工序中加入了高温光亮处理或高温氧化处理或高温氧化处理过程，既可以实现电加热管内所化镁粉所吸附水份在高温下充分排除，也完全消除了缩管处理所引起的内应力和表面硬化状态，使弯管变形更加容易，同时可以在不锈钢管表面形成氮化层或坚实的氧化保护膜层，从而以最经济的工艺步骤达到提高电加热管高温性能、可靠性和使用寿命的目的。
具体实施方式
实施例一：以外径
材料为304(Ocr18Ni9)的不锈钢管材作为电加热管的外管，穿入电热丝并填充氧化镁粉后进行常规缩管处理；处理后利用保护气氛网带式高温炉对半成品进行高温光亮处理；高温光亮处理后进行弯管加工，形成“U形”、“W形”等形状；对弯管后的半成品进行第二次高温光亮处理；在第二次高温光亮处理后，外管未完全冷却前在管口滴入硅油初封管口。两次高温光亮处理的部分参数如下：
1)保护气氛：通入氨气，分解为N2和H2混合气体，气氛压力为4900Pa，流量为25M3/h；
2)设备温度：二区1060±10℃、一区980℃；
3)通过炉体加热区时间：12-18分钟。
实施例二，以外径
材料为310S(Ocr25Ni20)的不锈钢管材作为电加热管的外管，穿入电热丝并填充氧化镁粉后进行常规缩管处理；处理后利用保护气氛网带式高温炉对半成品进行高温氧化处理；高温氧化处理后进行弯管加工，形成“U形”、“W形”等形状；对弯管后的半成品进行常规排潮处理；在排潮处理后，外管未完全冷却前在管口滴入硅油初封管口。高温氧化处理的部分参数如下：
1)保护控制气氛：由空气与液化石油气燃烧、冷凝、干燥后形成，大体为N2+CO2+CO+H2+微量水份的混合气体，通气压力≥0.06Mpa，通气流量为20(空气)∶1.2(液化石油气)M3/h；
2)设备温度：二区1060±10℃、一区980℃；
3)通过炉体加热区时间：24-32分钟。
Claims (5)
1、一种提高电加热管性能的方法，其特征是：
a.以奥氏体不锈钢管作为电加热管的外管，采用常规方法在外管内穿入电热丝并填充氧化镁粉后，经过缩管处理缩小外管的管径；
b.对缩管处理后的半成品进行第一次高温处理，所述第一次温处理是对半成品进行高温光亮处理或高温氮化处理或高温氧化处理；
c.在高温处理后通过弯曲变形的方法进行弯管加工，将外管加工成弯曲的形状；
d.在弯管加工后对半成品进行常规的排潮处理或去应力处理或进行第二次高温处理，所述第二次高温处理是对半成品进行高温光亮处理或高温氮化处理或高温氧化处理；
e.经过排潮处理或去应力处理或第二次高温处理后封闭管口。
2、根据权利要求1所述的提高电加热管性能的方法，其特征是：所述的高温光亮处理是将半成品在N2和H2混合气体的气氛下加热至1040-1080℃(±10℃)进行的处理。
3、根据权利要求1所述的提高电加热管性能的方法，其特征是：所述的高温氮化处理是以N2为保护气氛，将半成品加热至1040-1080℃(±10℃)进行的处理。
4、根据权利要求1所述的提高电加热管性能的方法，其特征是：所述的高温氧化处理，是在半成品进行加热处理中，通入煤气与空气的混合气体或液化石油气与空气的混合气体经过燃烧、冷凝、干燥后形成保护控制气氛；其中液化石油气或煤气的通气压力≥0.06Mpa，液化石油气或煤气与空气混合的体积比为(0.4-0.8)∶1，混合气体的总流量为17-53M3/h，最终燃度为1040-1080℃。
5、根据权利要求1-4之一所述的电加热管性能的方法，其特征是：在步骤e的排潮处理或去应力处理或第二次高温处理后对管口的封闭步骤包括滴硅油初封管口工序，即在高温处理的半成品出炉后尽快在管口滴入若干硅油，使硅油渗入氧化镁粉端部，充实粉粒间的空隙。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230419 Address after: 212000 Dagang mechanical and Electrical Industrial Park, Dagang District, Zhenjiang, Jiangsu Patentee after: ZHENJIANG DONGFANG ELECTRIC HEATING TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 212000 Dagang mechanical and Electrical Industrial Park, Dagang District, Zhenjiang, Jiangsu Patentee before: ZHENJIANG DONGFANG ELECTRIC HEATING TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
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Application publication date: 20090107 Assignee: Jiangsu Oriental Ruiji Energy Equipment Co.,Ltd. Assignor: ZHENJIANG DONGFANG ELECTRIC HEATING TECHNOLOGY CO.,LTD. Contract record no.: X2024320000007 Denomination of invention: Methods to improve the performance of electric heating tubes Granted publication date: 20111130 License type: Common License Record date: 20240228 |