重力式熱管的制造工藝過程
熱管技術是近代發展起來的新技術之一,它迅速應用于工業的各個領域。根據不同的用途,已制造出不同的熱管,形式是多種多樣的,其制造工藝也各有所異?;谀壳拔覈膶嶋H情況,本節重點介紹用簡易方法制造重力式熱管的工藝過程。
一、重力式熱管
重力式熱管由殼體、翅片及殼體內工質組成。其結構如圖7-8所示。
熱管殼體是完全密封的容器,由于圓管材受力狀態好,故一般常選用圓管材作熱管的殼體。熱管殼體內部空間要求制成很高的真空,所以選材時應首先進行檢漏。在制造過程中對其焊縫,要嚴格檢查,不得出現夾渣,氣泡等現象。上封蓋排氣孔是用來充工質和抽(排)真空,最后封口。
工質是熱管工作時傳輸熱量的介質,對于重力式熱管,常采用水為工作介質,在工作時,工質在管內下部呈液態,上部呈汽態,液、汽兩相共存的工質始終處在飽和狀態。
熱管的翅片是為加大傳熱面積,縮小設備體積,在工業應用時常常采取的一項措施。
二、重力式熱管的制造工藝過程
熱管制造工藝對熱管工作性能的好壞,壽命的長短是非常重要的。因此,對熱管的制造工藝,要求嚴格,要根據本廠的加工條件定出具體可行的措施,保證技術條件的實施。
重力式熱管制造的基本工藝流程參考圖7-9所示。
1. 下料
選擇好熱管管殼后,按設計圖尺寸下料,對于橢圓度太大,明顯彎曲的管材應當剔除。對封頭、翅片材料分別按設計圖尺寸要求下料。
2. 清洗
熱管殼體內表面的清潔度,對熱管工作性能與壽命有很大的影響,對管殼上下封頭內表面的清洗工藝,必須認真進行。主要是清洗金屬表面的油污、回體雜質和氧化層等異物。清洗工藝常采用機械方法和化學藥品法。機械方法即用圓形鋼刷和紗布清理管內表面。
3. 機械加工
熱管基本部件的加工制造,主要是按設計長度對管殼體兩端加工,并匹配制作上下封頭與管兩端焊嚴或用熱旋封頭,再按真空工藝加工排空口或抽空充液管。
翅片的加工按切片、沖孔、翻邊、切齊等工藝進行,或一次沖壓成形。也可采用繞片工藝。
4. 焊接
熱管要求有一個嚴格密封的空間,焊接工藝必須保證這一點。它要求焊接時熱輸入小、加熱密度大,使焊接處熱影響區越小越好。目前可采用氬弧焊,氬氣可減少表面的氧化。
5. 串片
有串片組合、繞片法、繞焊片法等。無論哪一種方法都必須保證翅片與管體的結合,結合得越緊密越好,以減少熱阻。
6. 真空與充工質
熱管管內真空的獲得目前常用加熱排空法。
加熱排空法如圖7-10所示。
對水熱管常采用加熱沸騰排氣形成真空。向預制好的熱管內注入熱管內有效空間的17%~20%作為熱管的工質量,再加入17%~20%作為排空量??偧尤肓繛椋?4%~40%)。然后將熱管放入電爐內(或其他加熱設備)加熱,使管內的水沸騰,依靠水蒸氣壓力將管內的空氣排出,迅速封口,冷凝后形成真空。
用加熱排氣時,要特別注意工質量的控制問題,這與加熱的熱源溫度、加熱排氣時間、加熱的部位有關,如何控制需在實踐中摸索。一般制造者的經驗各有所異。
7. 封口
獲得熱管的真空,最后都要進行封口,這是熱管制作的最重要的最后一道工序。所以要重視封口質量。
封口法與真空工藝有關。對加熱排空法,目前常用錐形銷釘密封速焊法。
8. 檢驗
一根熱管制成后,是否合乎要求,各種性能是否達到設計指標,要在專門的試驗臺上進行試驗測試。
對重力式熱管一般土法檢驗有兩種方法。將熱管沿垂直方向上下竄動,如有清脆金屬沖擊聲時,此管即為合格,或將熱管的一端放入熱開水中,測量另一端熱的速度溫差大小,即可初步鑒別熱管制造的好壞。
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