[发明专利]高效换热盘管制造方法及生产线

说明书

技术领域

本发明属于热交换设备领域，特别涉及换热盘管的制造工艺。

背景技术

热交换器在石油、化工、电力及冶金制造等工业领域都有广泛应用，尤其以管式换热设备作为间壁换热过程的主要形式，文献中介绍的高效换热管将有近百种，但能够广泛应用的强化传热管却相对较少。尤其对管内换热过程的强化，不但要考虑传热系数的提高，而且还要考虑阻力系数的增加。对铜材质的换热管，由于其质地较软，可加工成各种内微翅、轧槽管、螺纹或波节等强化管；碳钢和不锈钢管主要以螺纹管、波节管等异型结构来提高换热效率。提高管内的对流换热效率，通常采用降低边界层厚度，提高低流速下的湍流程度，改变原有的速度和温度场分布情况；而对于制冷剂蒸发或冷凝过程，石油化工生产过程中的有机蒸气或混合蒸气冷凝过程，采用内微肋管或沟槽管在相同当量面积条件下，可提高换热系数30～80%。其强化机理主要有以下几方面，（1）增加了换热面积；（2）对流动边界层的扰动，减小边界层厚度，改变对流传热温度梯度；（3）在表面张力作用下，冷凝液聚集在沟槽内，平均冷凝液膜厚度减薄，降低液膜导热热阻；（4）蒸发气化过程，形成核态沸腾温差降低，增加传热推动力。由于微肋结构主要作用于边界层的层流底层，对流动过程阻力增加相对较小，所以实际应用较多。但是受加工工艺限制，强化管材质更多局限于铜管和铝管。

发明内容

本发明的目的是克服不锈钢和碳钢管无法采用内微肋管或沟槽管的不足问题，高效换热盘管的制造方法，工艺简单，易于操作，提供了一种不锈钢和碳钢管生产新工艺，制得高性能产品。另外本发明还提供高效换热盘管的生产线，结构简单，制管同时生产沟槽，产品工作性能显著提高。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：高效换热盘管的制造方法，采用钢带为原料在线连续生产制管，钢带开卷后先进行在线连续轧纹，使钢带在卷曲圆整之前形成具有沟槽的表面，轧制成型后的钢带再矫平到制管平整度要求，由活套储料后进入成型预弯机成型，成型后在线进行轴向焊接，在线冷却后打磨去除毛刺制得毛坯管，冷却后经定径、定尺备用。

所述高效换热盘管的制造方法，采用连续在线制管：包括制管、弯管及切割三步，制管、弯管及切割采用连续在线加工，其中

第一步制管：采用钢带为原料在线连续生产制管，钢带开卷后先进行在线连续轧纹，使钢带在卷曲圆整之前形成具有沟槽的表面，轧纹后的钢带进入连续制管工序在线连续制管；

第二步弯管：制管后的钢管输送到弯管机，完成第一个弯管后再传送到第二个待弯管处进行弯管，依次连续进行下一个弯管，直到钢管弯管完毕，呈单片连续弯管；

第三步切割：弯管完毕的单片连续弯管，经过定尺后切除管头余料，制得的单片盘管单管长度15~133米无径向焊缝。

所述第一步制管：原料钢带开卷后上料，上料后先进行在线连续轧纹，使钢带在卷曲圆整之前形成具有沟槽的表面，经由活套储料后进行矫平，过到制管平整度要求后进入成型预弯机成型，成型后在线进行轴向焊接，在线冷却后，在焊接处进行在线打磨去除毛刺制得毛坯管，冷却后经定径、定尺，再进行矫直得成品不锈钢管，定尺切断后备用。

所述第二步弯管：制管后的钢管送料至弯管机入料口，钢管被弯管机自动传送至第一个待弯管处，进行精确定尺，弯管机按设定条件进行弯管，并自动传送至第二个待弯管处，再进行翻管并精确定尺，弯管机按设定条件进行弯管，并自动传送弯管至下一个待弯管处进行弯管，直至弯管完毕。

所述调节轧纹辊施加在钢带表面的压力和轧纹辊之间的距离，经连续辊轧模具使钢带表面形成V型或梯形沟槽，沟槽可平行或不同方向交叉布置。

所述在钢带卷曲焊接之前可通过调整轧纹面的方向，生产内轧纹或外轧纹的沟槽管。

所述调节轧纹辊施加在钢带表面的压力和轧纹辊之间的距离，制得沟槽深度为0.2～0.5mm,宽度为1～2mm,沟槽之间的控制间距为2～10mm。

本发明高效换热盘管生产线，包括制管生产设备，其中制管生产设备包括开卷机、轧纹装置、水平螺旋活套储料机、引料架、成型机、焊接装置、冷却装置、定径装置及切断装置，上述设备依次动态连接构成制管生产线。

所述高效换热盘管生产线是连续制管生产线，还包括弯管生产设备，制管生产设备出料直接输入弯管生产设备，弯管生产设备包括落料滑道、弯管平台、数控弯管机和定尺装置，依次动态连接构成弯管生产线。