热交换器制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造热交换器的方法，其包含以下步骤：ａ）对一钢片进行热浸镀精制，以便形成一防蚀层（３），该防蚀层（３）含有锌及介于０．５％与６０％之间的铝；ｂ）将该防蚀层（３）从该钢片的一侧移除；ｃ）由此钢片制造一热交换器导管（２），该防蚀层（３）设置在外侧上；ｄ）提供由铝或一铝合金制成的肋片（６）；ｅ）提供一助熔剂；ｆ）在所述肋片（６）与该热交换器导管（２）的该外部之间的连接区域中提供一含有铝及硅的焊接材料（８）；ｇ）在一硬钎焊过程中将该热交换器导管（２）与所述肋片（６）连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制造具有权利要求1的特征的热交换器的方法。
技术介绍
许多年来，特别在发电厂技术中，空气冷却式热交换器已被用于水蒸汽的再冷却。这种热交换器涉及以A形方式设置的热交换器束的 排列，其中水蒸汽在导管内部冷凝。至环境空气的热传递通过与导管 连接的肋片而得以改良。为了确保尽可能数十年的运作寿命，抗腐蚀 性对于这种空气冷却式热交换器而言是重要的。由此，曾作出一系列 努力来以抗腐蚀方式设计这种热交换器的热交换器导管。由美国专利 US-PS5，042，574已知在使用铝硅焊料的情况下在回火炉中将镀铝扁平 导管与以波状方式折叠的铝肋片条连接。此类型的连接的缺陷为焊 接仅可通过绕开镀铝扁平导管及/或借助经覆镀的铝肋片而制成。除了 由于需准备多种不同材料而导致相对较高的费用以外，其另外所涉及 的缺点为在周边上由至少一个纵向焊缝所封闭的扁平导管在焊接区 中可能不被镀铝，因为否则其不可能确保完好的焊接。由钢制成的扁 平导管与折叠式铝肋片条的硬钎焊所呈现的问题为钎焊必须在约 600。C的量值级(亦即，接近于铝的软化温度)的相对较高的温度下执 行。所需焊料通常由在稍低于铝的软化点时熔融的铝硅共熔混合物构 成。助熔剂的选择是困难的，其在焊料熔化之前必须移除连接表面的 氧化层，但同样地在接近于软化温度时液化。因此，在焊接期间正确 的温度引导通常仅可根据经验来判定。因为铝与钢的温度膨胀系数不同，所以可能会因为高焊接温度且 因为后续冷却至环境温度而产生显著的材料应力，使得相互连接的部 分可能变形，在此情况下，如果由于在硬钎焊期间熔化而未完好地施加铝镀层或因为在钢导管与铝镀物之间形成中间铁铝层，则焊接连接 甚至可能破裂。因此，在EP 1 250 208 Bl中建议通过使用锌铝合金及通过使用以 四氟化钾铝的特殊助熔剂来将焊接温度自迄今的大约600。C降低至介 于370'C与470。C之间的温度范围。因为温度较低，材料应力同样地较 小。然而，助熔剂的处理由于重金属含量而要求特定保护性措施，以 便避免环境污染。
技术实现思路
由此出发，本专利技术的目的在于提供一种用于制造热交换器的方法， 其中将铝或铝合金制成的肋片固定于由钢片制成的热交换器导管上， 所述热交换器导管具有外侧的能够焊接的防蚀层，其中可省去使用含 重金属的助熔剂，但仍能同时确保在防蚀层与钢导管之间不形成不合 人意的铁铝中间金属连接或所述连接的中间相，以便即使在更高的焊 接温度下仍能确保肋片与热交换器导管之间的牢固连接。 通过具有权利要求1及4的特征的方法来实现此目的。 本专利技术构思的有利的其他扩展结构是从属权利要求的主题。 在根据本专利技术的方法中规定通过热浸镀精制用于制造热交换器 导管的钢片。热浸镀精制方法导致在所精制的产品上沉积防蚀层，以 便保护基板以免受腐蚀侵蚀。通常，在熔融液体的金属浴槽中发生实际热浸镀精制之前，清洁、 在连续炉中再结晶或加热在热浸镀精制中所采用的扁平制品，且将其 冷却至金属熔体的温度。当穿过浴槽时，基板的两侧被涂覆有防蚀层。 然而，仅在热交换器导管的外部上需要腐蚀保护。虽然已知将包 括具有封闭导管端的肋片的整个热交换器导管浸渍于金属熔体中，以 便为整个热交换器导管连同肋片设置防蚀层。然而，由于肋片的表面 大于热交换器导管的表面，故需要很大量的金属熔体，这增加了顾及 用于发电厂中水蒸气的冷凝的热交换器的尺寸的成本。热交换器导管 的长度通常介于6与12米之间，此外，其需要相应大的热浸镀装置。 此外，由于在后续热浸镀中的高温在构件中会产生应力，从而导致其5变形。相反地，根据本专利技术的方法，在热浸镀方法中预先施加防蚀层且 将其从钢片的一侧特别是以机械方式移除。以此方式去除防蚀层的一 侧随后形成由此钢片制成的热交换器导管的内侧。因此，防蚀层仅存 在于热交换器导管的外部上。用于在外侧涂覆热交换器导管的制造方法本身考虑以下事实，即必须设有用于移除防蚀层的机械的装置， 结果是成本低廉并且因此相当地经济。器的制造，因为用于给水的水化学性方面通常要求在与蒸汽接触的各 表面上不能有非铁金属，诸如铝或铜。此外，在冷凝过程中形成磁铁 层，其保护热交换器导管以在内部上免受腐蚀，故在内部不需要额外 的腐蚀保护。本专利技术的重要优点在于在外侧将采用防蚀层，其至少含有锌及 介于0.5%与60%之间、优选为4%与55%之间的铝。锌的存在防止 或减少形不合人意的金属间的铁铝中间层或铁铝连接的中间相，其在 后续的硬钎焊期间可能会导致以往铝化的钢导管的脱落。由于不再需 要以与迄今相同的方式来考虑不合人意的金属间的铁铝中间层，故制 造方法同样明显地简化，因为关于用于制造硬钎焊连接的温度及时间 段的参数范围可选择为大于以往的与镀铝钢导管相关的硬钎焊连接的 参数范围。另外的优点为可免除含铯助熔剂。实际上，可与含有铝及硅的 焊接材料一起使用基于四氟化钾铝的助熔剂。在根据本专利技术的方法的第一变型中设定至少在局部区域中，肋 片上镀覆有焊接材料。尤其在是波状肋片条的构件的肋片上，肋片的 两侧进行焊接剂镀覆，以便将这种肋片条在其面对热交换器导管的表 面的一侧上分别上述肋片连接。与肋片的焊接在此在波状肋片条的弧 形的区域中进行。经镀覆的焊接材料在焊接过程中熔融且流入待连接 的组件之间的相应的焊接间隙中。另一替代实施方式规定肋片是未镀覆的，亦即，不设有焊接剂6层，焊接材料单独地引入至肋片与热交换器导管之间的焊接间隙中。此方法所提供的优点为对于肋片，可使用更有利的原始材料。即使 将焊接材料单独地引入至焊接间隙中，可靠的焊接仍是可能的。在该方法的第三变型中可考虑的是，省略肋片的焊接材料及焊料 涂层的供应，然而，在此情况下，防蚀层由含有锌及介于0.5%与60 %之间的铝以及硅的合金形成，且在此情况下，焊接材料由防蚀层本 身形成。在此方法中，钢片也未镀覆有铝层，但被设有以热浸镀方法 施加的防蚀层，其同时构成焊接材料。当然，有可能的是，亦在此变 型中，将焊接材料单独地添加至连接区。不言而喻，也不排除对肋片 进行焊料涂覆。最后，可组合所有三个变型方案，其中在热交换器导 管上的防蚀层同时形成用于焊接过程所需的焊接材料的变型方案是对 于方法技术及经济原因的最有吸引力的解决方案。与采用哪一个变型方案无关，如果通过由含有55%的铝、43.4% 的锌及1.6 %的硅的浴槽的热浸镀精制来制造防蚀层，则认为该变型方 案是有利的。在根据本专利技术的方法中，认为防蚀层中60%的铝的上限 为合适的。但原则上，也可以考虑的是在此方法中使用具有显著较低 的铝含量的防蚀层。特别是铝含量可低于50%。在另一实施方式中， 可通过由包含5%的铝、硅及微量稀土的锌浴槽的热浸镀精制来制造 防蚀层。当焊接铝时，所使用的助熔剂也具有决定性的意义。为了焊接的 目的，必须通过移除始终存在的氧化层来将结合区域的表面清洁至金 属光洁状态，且其必须在焊接期间通过使用助熔剂来保护以免受形成 新的氧化物。事实证明由氟化钾铝(KA1F4)组成的助熔剂已证明 为尤其有效的。特别是要在受控气氛(CAB)中，特别是在氮气氛中 执4亍该方法。因为在根据本专利技术的方法中要以机械方式移除防蚀层中的一个， 可能有利的是以不同的厚度将防蚀层施加至钢片上，且将防蚀层中的 较薄的防护层移除。以此方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造一热交换器的方法，其包含以下步骤：　ａ）对一钢片进行热浸镀精制，以便形成防蚀层（３），该防蚀层（３）含有锌和介于０．５％与６０％之间的铝；　ｂ）从该钢片的一侧将防蚀层（３）移除；　ｃ）由该钢片制造一热交换器导管 （２），其中该防蚀层（３）设置在外侧上；　ｄ）提供由铝或一铝合金制成的肋片（６）；　ｅ）提供一助熔剂；　ｆ）在所述肋片（６）与该热交换器导管（２）的外侧之间的连接区域中提供一含有铝及硅的焊接材料（８）；　ｇ）在一硬钎 焊过程中将该热交换器导管（２）与所述肋片（６）连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M卡尔，M赫贝曼，E福尔克默，R维特，
申请(专利权)人：GEA能量技术有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]