阅读说明：本技术 一种包含低熔点金属的复合导热管及其生产方法 (Composite heat conduction pipe containing low-melting-point metal and production method thereof ) 是由 李为冬 于 2019-10-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及热交换设备制造领域,具体涉及一种包含低熔点金属的复合导热管及其生产方法。本发明是通过以下技术方案得以实现的：一种包含低熔点金属的复合导热管,包含刚体内层,还包含刚体外层和位于所述刚体外层与所述刚体内层之间的柔性导热层,所述柔性导热层包含低熔点金属。本发明的目的是提供一种包含低熔点金属的复合导热管及其生产方法,复合导热管的导热性能佳,能对管内空气进行充分有效预热,且解决了结构刚性的问题,在安装、运输和端部焊合各个环节中不易破损,保持产品的稳定性。(The invention relates to the field of heat exchange equipment manufacturing, in particular to a composite heat conduction pipe containing low-melting-point metal and a production method thereof. The invention is realized by the following technical scheme: the utility model provides a compound heat pipe that contains low melting point metal, contains rigid body inlayer, still contains the rigid body skin and is located the rigid body skin with flexible heat-conducting layer between the rigid body inlayer, flexible heat-conducting layer contains low melting point metal. The invention aims to provide a composite heat conduction pipe containing low-melting-point metal and a production method thereof, wherein the composite heat conduction pipe has good heat conduction performance, can fully and effectively preheat air in the pipe, solves the problem of structural rigidity, is not easy to damage in the links of installation, transportation and end part welding, and keeps the stability of a product.)

一种包含低熔点金属的复合导热管及其生产方法

技术领域

本发明涉及热交换设备制造领域，具体涉及一种包含低熔点金属的复合导热管及其生产方法。

背景技术

换热箱、预热箱是常见的工业部件，广泛使用在诸多工业领域。以发电行业为例，预热管箱中会设置有多个热交换管，管内流动的为普通空气，而管箱内，管外流动的可以是前道工序中产生的高温气体，例如烟气。这些高温气体对热交换管进行热量传导，热交换管内的空气得到预热。

在现有技术中，如授权公告号为CN2901219Y的中国专利文件公布了一种火力发电锅炉的新型预热器，这种预热器设置了多个热交换管。该种热交换管的结构为常见的双层结构，内圈为钢管，外圈为搪瓷面层。

在钢管外设置搪瓷面是由于搪瓷具有一定的隔离腐蚀的作用，对内圈的钢起到保护作用，这种双层结构的热交换管在我国已应用20余年，但这种结构存在多种缺陷。

首先，随着我国环保的进一步要求，烟气脱硝采用氨法工艺。烟气中的三氧化硫与氨反应生成硫酸氢铵，该物质温度降至154度后，为粘稠状液体。而烟气中含有大量颗粒物，与这种粘稠状液体聚合会粘附在交换管的外表面，从而造成整个空预器的堵塞。现有技术中，只能使用清理装置对交换管的外表面进行机械清理，但由于搪瓷层脆性，清理过程造成搪瓷管的搪瓷层损坏，防腐失效。

其次，搪瓷的导热系数并不高，在热传导的效率上表现并不理想，导致热交换管对管内空气的预热效果平平。

第三，在安装过程中，需要将热交换管的端部与管箱的管板进行焊合连接。在端部焊合的过程中，搪瓷层由于与钢的热膨胀系数不同，出现搪瓷层裂纹。

最后，热交换管外层的搪瓷层较为脆弱，耐冲击能力差。这就使得热交换管在在运输和安装过程中极易发生搪瓷层破损。

发明内容

本发明的目的是提供一种包含低熔点金属的复合导热管及其生产方法，复合导热管的导热性能佳，能对管内空气进行充分有效预热，且解决了结构刚性的问题，在安装、运输和端部焊合各个环节中不易破损，保持产品的稳定性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种包含低熔点金属的复合导热管，包含刚体内层，还包含刚体外层和位于所述刚体外层与所述刚体内层之间的柔性导热层，所述柔性导热层包含低熔点金属。

作为本发明的优选，所述刚体内层的制作材料为碳素钢，所述刚体外层的制作材料为不锈钢。

作为本发明的优选， 所述低熔点金属的熔点为50℃-110℃。

作为本发明的优选， 所述低熔点金属为铋合金。

作为本发明的优选， 所述低熔点金属为镓合金。

作为本发明的优选，所述低熔点金属为金属钠。

一种包含低熔点金属的复合导热管的生产方法，包含如下步骤：

S01、内层抛丸步骤，

将所述刚体内层进行抛丸处理；

S02、三层复合步骤，

将所述刚体内层复合所述套装柔性导热层，随后套入所述刚体外层，得到复合管；

S03、拉拔步骤，

将所述复合管放入不锈钢复合机进行拉拔处理，使得所述刚体外层缩径，与其他各层紧密结合；

S04、裁切步骤，

进行切割，得到成品。

综上所述，本发明具有如下有益效果：

1、最外层的不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，能可靠地应用在湿法脱硫的烟气防腐环境中。

2、低熔点金属在工作状态下为液态，大大增强各层之间的导热效果。

3、最外层和最内层的钢结构设计，使得该种复合导热不锈钢管具备良好的结构强度和耐冲击能力，在运输、安装、清理、焊接各个环节中均不会出现破损或破裂。

具体实施方式

以下对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1，一种复合导热管，其为三层结构，从外至内分别刚体外层、柔性导热层和刚体内层。其中，导热管内部流动的为普通的、非腐蚀性的空气，可采用普通的碳素钢。而最外层的刚体外层，采用316L不锈钢。不锈钢在接触各种烟气的工作环境中，也不易被腐蚀，可广泛应用于湿法脱硫的烟气防腐。

在中间的层体，即柔性导热层，使用的材料为低熔点金属。这些低熔点金属在平常非工作状态为固体状态，但在工作状态，整个导热管温度升高，此时这些低熔点金属为液态。在本实施中，采用铋合金。

这样设置的原因是无论是现有技术中的搪瓷还是其他材料，虽然复合管各层之间紧密贴合，但在微观状态下其实各层之间是点接触，即存在间隙。这些间隙中充满了空气，这就大大降低了传热效果。而在本案中，特别在刚体内层和刚体外层之间设置由铋合金材料组成的柔性导热层，其在工作状态下变成了液态，大大增加了材料间的接触面积，在微观状态下也是与刚体内层和刚体外层的面接触，导热性能好。根据测试数据显示，传统的使用搪瓷的技术方案中，导热系数为.9 w/(m•k) ，而本实施例的导热系数达到了16.2w/(m•k)。

而使用了铋合金，不同于其他普通材料，即使在高温下，其对外层的不锈钢和内层的不锈钢不发生化学反应，工件稳定性好。且铋合金非易燃易爆，同样无毒无味，绿色环保。其工作状态为液态，但不挥发不氧化。

由于外层的不锈钢具备较强的结构刚性，其在运输、安装过程中都不易破损或破裂。而在把复合导热管的端部与管箱板焊合连接的过程中，由于刚体内层和刚体外层均为刚材料，均可以与管箱板焊合，在焊合过程中自然焊合为一体，不会由于材料膨胀系数的不同而出现端部破裂的现象。

该种复合导热管的制作步骤为，首先将刚体内层，即碳素钢层，将其外表面抛丸处理。随后，套装柔性导热层。再将这两层共同套入刚体外层，即不锈钢层。最后，将这个复合层引入不锈钢复合机进行拉拔处理，使得刚体外层即不锈钢外管缩径，与其他各层紧密结合。截头定尺后即为本技术方案的成品。

实施例2，与实施例1不同的是，柔性导热层使用的材料为镓合金。

实施例3，与实施例1不同的是，柔性导热层使用的材料为金属钠，其熔点为97.72摄氏度。

此外，不同配方不同比例的合金的熔点不同，在本技术方案中，要求其在非工作状态为固态，而在工作状态即达到了熔点以上温度成为液态，经过申请人的试验，熔点在50℃-110℃为佳，例如70℃、90℃、100℃等。