熱交換器是制冷設備的關鍵組成

1、前言熱交換器是制冷設備的關鍵組成，以往的熱交換器都采用光滑銅管，效率低下，且制造費用高。為提高和強化換熱效率，國外在７０年代開發(fā)了薄壁內螺紋管，即在銅管內壁軋制螺紋。內螺紋管增加了內表面積并改善熱交換流體的流動，提高了熱交換率。目前國外空調器，熱交換器的生產廠家大多采用薄壁內螺紋管，國內多家廠家對此也開展研究，以下就對其發(fā)展過程及生產要求作一簡介。２薄壁內螺紋銅管的發(fā)展及特點內螺紋銅管是國外７０年代研發(fā)的高熱交換系數的空調器用紫銅管，其

2、特征是銅管內表面具有一定數量、一定螺旋角度及肋頂角的金屬肋簇。經試驗分析，內螺紋銅管的熱交換系數之所以增大是因為如下幾點２１沸騰方面：（１）增加了熱交換面積（約為光面平滑管內表面面積的１６～１９倍）；（２）由于金屬肋間溝槽的毛細作用，增加了制冷劑的潤滑面積；（３）由于螺旋肋間溝槽的緣故，對制冷劑產生湍流（紊流）攪拌作用（一旦制冷劑吸熱離開管內壁，管內壁對制冷劑熱量的吸收能力馬上降低。因此，制冷劑能沿管內壁螺旋肋得到攪拌就十分重要）；（４

3、）有尖銳頂角的金屬肋使液體制冷劑成核沸騰點數增加，便于液態(tài)制冷劑吸熱蒸發(fā)成汽態(tài)。２２冷凝方面：（１）增加了熱交換面積；（２）金屬肋的斜面及尖角使冷凝區(qū)表面產生了張力作用，持續(xù)減小肋頂液體制冷劑的膜厚，便于汽態(tài)制冷劑冷凝成液態(tài)沿斜面流下。由此可知，調整金屬肋齒頂角，高度，槽底寬度等齒型參數，使?jié)欀荛L度及蓄液面積增大，并盡量使管外徑減小及底壁厚變薄，以節(jié)省材料，提高熱交換系數是內螺紋銅管的研究方向及發(fā)展趨勢。最近，法國又發(fā)明了一種高低齒內螺

4、紋銅管，其金屬肋齒形高度高低相間，經有關單位測試，較傳統(tǒng)的等高齒內螺紋銅管，換熱效率提高６％～１０％。３內螺紋成型加工原理把內表面光滑的管坯加工成表面帶螺紋金屬肋的管材，此成型過程稱之為內螺紋成型加工。據資料介紹，自７０年代以來，國外工業(yè)發(fā)達國家對內螺紋銅管的制造方法進行過許多試驗研究，也提出了許多內螺紋銅管的制造方案。這些方案主要原理是在平滑光管內裝入外表面刻有螺紋溝槽的芯頭，進行襯拉或襯拉旋壓，使管內表面成型相應的金屬肋。另外，亦有

5、日本ＫＵＳＡＫＡＢＥ公司用銅帶輾壓成肋，卷曲后保護焊接，再經一道成品精整拉伸結束的加工方法。但此法生產的金屬肋齒型高度受限制，且有一條橫向焊縫，所以在我國空調器生產廠家還未被接受使用。經大量比較試驗，現被國內外廣泛采用進行內螺紋銅管大批量生產的方法是“行星球模旋壓成型法”，此法制造內螺紋銅管的主要優(yōu)點是：（１）內螺紋成型速度較快，最高速度現已達５０ｍ／ｍｉｎ；（２）工模具費用較其他方法低；（３）行星球模安裝對中方機械性能、晶粒度、尺寸精

6、度（３）行星球模安裝對中方便；（４）管材外表面粗糙度??；（５）管內螺紋尺寸精度高；（６）球的使用壽命長，能實現球多方向自轉磨損。所以用“行星球模旋壓成型法”生產薄壁內螺紋銅盤管具有外徑小、壁厚薄、長度大，能以大盤重交貨的優(yōu)點，當大批量生產時，成本很低。４４４４內螺紋銅管的生產及質量控制內螺紋銅管的生產及質量控制內螺紋銅管的生產及質量控制內螺紋銅管的生產及質量控制內螺紋銅管的生產，依照傳統(tǒng)分工應屬于管材的深加工，它的生產工藝過程比較簡單，

7、其工藝流程如下：軟態(tài)光面管坯→旋壓盤拉→探傷清洗纏繞→光亮退火→檢驗包裝出廠４１管坯控制現在各國生產內螺紋銅管的材料一般使用磷脫氧銅，磷脫氧銅管通常適應在低壓工作，內螺紋銅管的成型加工工藝很短，如若管坯生產質量控制不嚴，則很難加工出高精度薄壁內螺紋銅管。因此，用于內螺紋銅管加工的管坯質量便成為至關重要的因素，管坯的化學成份、金相組織、機械性能、形狀尺寸公差以及內外表面質量都有具體的嚴格要求。上引管坯不能用來生產空調銅管，更不能用來生產內

8、螺紋銅管。水平連鑄后行星軋機軋制的管坯也不易用來生產薄壁空調管，也就不能用來生產內螺紋銅管。一般影響內螺紋銅管尺寸精度如金屬肋高度值及表面粗糙度值的主要因素有：（１）管坯的平均壁厚值與內螺紋銅管名義平均壁厚值的比值；（２）管坯的機械性能范圍值及金相組織致密性、晶粒度大?。ㄒ话阋鬄檩p軟態(tài)）；（３）管坯的缺陷個數。４２內螺紋成型加工控制內螺紋成型加工由游動芯頭預拉伸→鋼球沿襯有螺紋芯頭的管材外壁旋壓→定徑模定徑精整尺寸并消除管材外表面上的

9、鋼球旋壓痕→大卷筒盤拉連續(xù)落料４個連續(xù)步驟組成，其關鍵部分是前３道的３級變形過程：（１）游動芯頭和螺紋芯頭都是空心的，用連桿將它們連接，螺紋芯頭隨游動芯頭一道被穩(wěn)定在工作中心的軸線上；（２）螺紋芯頭工作時，能以連桿為軸自由旋轉；（３）合適的旋模安裝配合精度及旋壓密度（即旋壓速度與盤拉速度的比值），它們將影響成型管的尺寸精度和表面光潔度，后者還影響螺紋芯頭的自轉及公轉速度。而且，一般起槽速度越快，相應的盤拉力也越??；（４）良好的潤滑狀態(tài)及

10、冷卻效果；（５）通過控制內螺紋銅管的每米克重偏差及光學放大檢測的尺寸精度，調整管坯壁厚、模具安裝配合尺寸。另外，由于空調器使用時為防止產生“臟堵”，其熱交換器用銅管的內壁清潔度要求甚高，標準為≤３０ｍｇ／ｍ２，所以一般經內螺紋成型后的內螺紋銅管在渦流探傷、外壁清洗、復繞后，均需進行管內壁清洗，以去除管內的殘油及污物。在經過特殊清洗劑清洗后，還要用隋性氣體吹干，然后送光亮退火爐退火。據資料交流，日本現也有采用內壁超級光亮退火的工藝，以提高