《提高電加熱管性能的方法》是鎮江東方電熱有限公司於2008年8月29日申請的專利，該專利的申請號為200810124661X，公布號為CN101340745，授權公布日為2009年1月7日，發明人是譚克，該發明屬於電加熱裝置的製造技術。
《提高電加熱管性能的方法》屬於電加熱裝置的製造技術，涉及一種提高電加熱管性能的方法。該方法是：a.以奧氏體不鏽鋼管作為電加熱管的外管，採用常規方法在外管內穿入電熱絲並填充氧化鎂粉後，經過縮管處理縮小外管的管徑；b.對縮管處理後的半成品進行第一次高溫處理；c.在高溫處理後通過彎曲變形的方法進行彎管加工，將外管加工成彎曲的形狀；d.在彎管加工後對半成品進行常規的排潮處理或去應力處理或進行第二次高溫處理；e.經過排潮處理或第二次高溫處理後封閉管口。該發明在電加熱管的加工工藝適當工序中加入了高溫光亮處理或高溫氧化處理或高溫氧化處理過程，從而以最經濟的工藝步驟達到提高電加熱管高溫性能、可靠性和使用壽命的目的。
2013年，《提高電加熱管性能的方法》獲得第八屆江蘇省專利項目獎優秀獎。
基本介紹
- 中文名：提高電加熱管性能的方法
- 公布號：CN101340745
- 公布日：2009年1月7日
- 申請號：200810124661X
- 申請日：2008年8月29日
- 申請人：鎮江東方電熱有限公司
- 地址：江蘇省鎮江市新區大港機電工業園
- 發明人：譚克
- Int.Cl.：H05B3/52（2006.01）
- 代理機構：鎮江京科專利商標代理有限公司
- 代理人：夏哲華
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
普通的電加熱管一般以金屬（最常用為種類奧氏體不鏽鋼）薄壁管材為外殼，管內穿入高電阻合金絲作為電熱絲，在電熱熱絲與金屬管內壁之間填充導熱絕緣材料（通常為氧化鎂粉）。電加熱管的壽命、絕緣性、使用可靠性等性能主要受電熱絲、氧化鎂粉及金屬管的質量水平及加工工藝的影響。現有的電加熱管的製造方法主要存在以下問題：
1、電加熱管內填充的氧化鎂粉容易在自然狀態下吸收空氣中的水分，從而降低其絕緣性能。傳統製造工藝改善方法是在管口密封前加溫至300℃左右進行排潮處理，排出水份後，在盡短時間內封口，但這種方法排潮不徹底。一方面，由於較低的排潮溫度不足以形成較高的水汽壓力，內部的水汽難以完全克服窄長、密實的氧化層阻力而從管口全部排出；另一方面，氧化鎂粉吸收水份的一部分，在加工過程中會與氧化鎂粉結合為氫氧化鎂，直接降低了氧化鎂粉的絕緣性能，而氫氧化鎂不可能在較低的溫度條件下完全分解為氧化鎂和水，這樣水份的排出也是很不充分的。這兩方面的原因直接影響了電加熱管的絕緣性能、可靠性和壽命。
2、電加熱管在填充氧化鎂粉後，為了強化其絕緣導熱性能，通常需要進行縮管處理，即，以冷壓、冷軋等工藝方法縮小管徑，使內部填充的氧化鎂粉更加密實；另外，許多加熱管還需要通過彎曲變形的方法製作為“U形”、“W形”等形狀。上述這些冷變形的過程都會導致管體產生內應力，容易在使用過程中不斷的冷熱循環作用下產生微裂紋，並不斷擴展延伸，最終導致電加熱管過早失效。傳統製造工藝中的改善方法是增加一個“去應力處理工序”，對於奧氏體不鏽鋼管，即是在300℃-350℃回火，也可以是在500℃-950℃後緩冷處理的方法。這種方法雖然可以達到去應力的目的，但對無法實現提高不鏽鋼管耐高溫、抗高溫腐蝕的能力。
發明內容
專利目的
《提高電加熱管性能的方法》所要解決的技術問題是，提供一種提高電加熱管性能的方法，使其能夠在電加熱管的加工過程中提高電加熱管高溫性能、可靠性和使用壽命。
技術方案
《提高電加熱管性能的方法》的方法是：
a.以奧氏體不鏽鋼管作為電加熱管的外管，採用常規方法在外管內穿入電熱絲並填充氧化鎂粉後，經過縮管處理縮小外管的管徑；
b.對縮管處理後的半成品進行第一次高溫處理，所述第一次溫處理是對半成品進行高溫光亮處理或高溫氮化處理或高溫氧化處理；
c.在高溫處理後通過彎曲變形的方法進行彎管加工，將外管加工成彎曲的形狀；
d.在彎管加工後對半成品進行常規的排潮處理或進行第二次高溫處理，所述第二次高溫處理是對半成品進行高溫光亮處理或高溫氮化處理或高溫氧化處理；
e.經過排潮處理或第二次高溫處理後封閉管口。
上述的高溫光亮處理是將半成品在N2和H2混合氣體的氣氛下加熱至1040-1080℃（±10℃）進行的處理。
上述的高溫氮化處理是以N2為保護氣氛，將半成品加熱至1040-1080℃（±10℃）進行的處理。
上述的高溫氧化處理是將半成品進行加熱處理中，通入煤氣與空氣的混合氣體或液化石油氣與空氣的混合氣體經過燃燒形成保護控制氣氛；其中液化石油氣或煤氣的通氣壓力≥0.06兆帕，液化石油氣或煤氣與空氣混合的體積比為（0.4-0.8）:1，混合氣體的總流量為17-53立方米/小時，最終溫度為1040-1080℃（±10℃）。
上述步驟e的排潮處理或第二次高溫處理後對管口的封閉步驟包括滴矽油初封管口工序，即在高溫處理的半成品出爐後儘快在管口滴入若干矽油，使矽油滲入氧化鎂粉端部，充實粉粒間的空隙，防止電加熱管冷卻或在最終密封前再吸取空氣中的水份。
改善效果
《提高電加熱管性能的方法》在電加熱管的加工工藝適當工序中加入了高溫光亮處理或高溫氧化處理或高溫氧化處理過程，既可以實現電加熱管內所化鎂粉所吸附水份在高溫下充分排除，也完全消除了縮管處理所引起的內應力和表面硬化狀態，使彎管變形更加容易，同時可以在不鏽鋼管表面形成氮化層或堅實的氧化保護膜層，從而以最經濟的工藝步驟達到提高電加熱管高溫性能、可靠性和使用壽命的目的。
權利要求
1、《提高電加熱管性能的方法》特徵是：
a.以奧氏體不鏽鋼管作為電加熱管的外管，採用常規方法在外管內穿入電熱絲並填充氧化鎂粉後，經過縮管處理縮小外管的管徑；
b.對縮管處理後的半成品進行第一次高溫處理，所述第一次溫處理是對半成品進行高溫光亮處理或高溫氮化處理或高溫氧化處理；
c.在高溫處理後通過彎曲變形的方法進行彎管加工，將外管加工成彎曲的形狀；
d.在彎管加工後對半成品進行常規的排潮處理或去應力處理或進行第二次高溫處理，所述第二次高溫處理是對半成品進行高溫光亮處理或高溫氮化處理或高溫氧化處理；
e.經過排潮處理或去應力處理或第二次高溫處理後封閉管口。
2、根據權利要求1所述的提高電加熱管性能的方法，其特徵是：所述的高溫光亮處理是將半成品在N2和H2混合氣體的氣氛下加熱至1040-1080℃（±10℃）進行的處理。
3、根據權利要求1所述的提高電加熱管性能的方法，其特徵是：所述的高溫氮化處理是以N2為保護氣氛，將半成品加熱至1040-1080℃（±10℃）進行的處理。
4、根據權利要求1所述的提高電加熱管性能的方法，其特徵是：所述的高溫氧化處理，是在半成品進行加熱處理中，通入煤氣與空氣的混合氣體或液化石油氣與空氣的混合氣體經過燃燒、冷凝、乾燥後形成保護控制氣氛；其中液化石油氣或煤氣的通氣壓力≥0.06兆帕，液化石油氣或煤氣與空氣混合的體積比為（0.4-0.8）:1，混合氣體的總流量為17-53立方米/小時，最終燃度為1040-1080℃。
5、根據權利要求1-4之一所述的電加熱管性能的方法，其特徵是：在步驟e的排潮處理或去應力處理或第二次高溫處理後對管口的封閉步驟包括滴矽油初封管口工序，即在高溫處理的半成品出爐後儘快在管口滴入若干矽油，使矽油滲入氧化鎂粉端部，充實粉粒間的空隙。
實施方式
- 實施例一
以外徑Φ10材料為304（Ocr18Ni9）的不鏽鋼管材作為電加熱管的外管，穿入電熱絲並填充氧化鎂粉後進行常規縮管處理；處理後利用保護氣氛網帶式高溫爐對半成品進行高溫光亮處理；高溫光亮處理後進行彎管加工，形成“U形”、“W形”等形狀；對彎管後的半成品進行第二次高溫光亮處理；在第二次高溫光亮處理後，外管未完全冷卻前在管口滴入矽油初封管口。兩次高溫光亮處理的部分參數如下：
1）保護氣氛：通入氨氣，分解為N2和H2混合氣體，氣氛壓力為4900帕，流量為25立方米/小時；
2）設備溫度：二區1060±10℃、一區980℃；
3）通過爐體加熱區時間：12-18分鐘。
- 實施例二
以外徑Φ12材料為310S（Ocr25Ni20）的不鏽鋼管材作為電加熱管的外管，穿入電熱絲並填充氧化鎂粉後進行常規縮管處理；處理後利用保護氣氛網帶式高溫爐對半成品進行高溫氧化處理；高溫氧化處理後進行彎管加工，形成“U形”、“W形”等形狀；對彎管後的半成品進行常規排潮處理；在排潮處理後，外管未完全冷卻前在管口滴入矽油初封管口。高溫氧化處理的部分參數如下：
1）保護控制氣氛：由空氣與液化石油氣燃燒、冷凝、乾燥後形成，大體為N2+CO2+CO+H2+微量水份的混合氣體，通氣壓力≥0.06兆帕，通氣流量為20（空氣）:1.2（液化石油氣）立方米/小時；
2）設備溫度：二區1060±10℃、一區980℃；
3）通過爐體加熱區時間：24-32分鐘。
榮譽表彰
2013年，《提高電加熱管性能的方法》獲得第八屆江蘇省專利項目獎優秀獎。
