Спосіб виготовлення теплообмінника з металевих труб

Изобретение относится к способам изготовления теплообменника из металлических труб для агрессивных сред, преимущественно воздухоподогревателей гальванических цехов и может быть использовано в любой области для охлаждения или нагрева жидкости или газа, например, воздуха. Известен способ изготовления теплообменника из металлических труб (см. ТУ 22-5721-84 "Калориферы КВМБ-П, КВСБ-П, КВББ-ГГ), включающий нанесение на наружную и внутреннюю поверхности металлических труб антикоррозионного покрытия, например цинка, и последующей сборки их в жесткий пучок путем приварки к металлическим трубным доскам. Общими существенными признаками аналога и заявляемого изобретения являются нанесение на наружную и внутреннюю поверхности металлических труб антикоррозионного покрытия; сборка труб в жесткий пучок путем приварки к металлическим трубным доскам, Причинами, препятствующими достижению технического результата заявляемого изобретения, являются недостаточно высокий коэффициент теплопередачи, обусловленный нарушением целостности антикоррозионного покрытия вблизи мест приварки труб к трубным доскам и радиаторов к трубам, а также из-за возможной кислотной реакции антикоррозионного покрытия -цинка в агрессивных средах; недостаточно высокая безопасность способа из-за возможности взрыва обусловленного наличием Закрытых полостей. Кроме того, использование остродефицитного цинка для антикоррозионного покрытия ведет к удорожанию способа изготовления теплообменника. Известен наиболее близкий по назначению и совокупности существенных признаков заявляемому изобретению и выбранный в качестве прототипа способ изготовления теплообменника из металлических труб (см. авт. св. СССР № 462639. кл. F 19/02, В 21 D 53/06, 1975), включающий крепление металлических труб к промежуточным элементам, нанесение на них антикоррозионного покрытия путем окунания в эмаль, последующую сборку в жесткий пучок. Общими существенными признаками прототипа и заявляемого изобретения являются крепление труб к промежуточным элементам, нанесение антикоррозионного покрытия путем окунания в эмаль, последующая сборка в жесткий пучок. Причинами, препятствующими получению технического результата заявляемого изобретения, являются недостаточно высокий коэффициент теплопередачи обусловленный нарушением целостности антикоррозионного покрытия - эмали в местах крепления труб к промежуточным элементам, ведущей к коррозии в условиях гальванических цехов. В основу изобретения положена задача разработать способ изготовления теплообменника из металлических труб, который бы в результате предварительной сборки и последующего нанесения антикоррозионного покрытия с использованием ультразвуковых колебаний обеспечивал бы повышение эффективности антикоррозионной защиты в условиях агрессивных сред путем повышения коэффициента теплопередачи. Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления теплообменника, включающем крепление металлических труб к промежуточным элементам, нанесение на них антикоррозионного покрытия путем окунания в эмаль, последующую их сборку в жесткий пучок, согласно изобретению, предварительно осуществляют сборку труб в жесткий пучок, а затем крепят их к промежуточным элементам, а нанесение антикоррозионного покрытия ведут с наложением ультразвуковых колебаний частотой 18-3000 кГц в течение 510 минут. В результате удается достигнуть повышения эффективности антикоррозионной защиты и тем самым повышения коэффициента теплопередачи за счет уменьшения дефектов покрытия (уменьшения количества пор на 1 см площади) путем предварительной сборки с креплением труб и последующим нанесением антикоррозионного покрытия путем окунания их в эмаль с равномерным перемешиванием эмали с помощью ультразвуковых колебаний. Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено устройство для осуществления заявляемого способа. Это устройство содержит ванну 1, наполненную эмалью 2 (например, эмалью грунтовой ЭСГ - ГОСТ 2440580), в днище 3 которой вмонтирован источник ультразвуковых колебаний 4. Внутри ванны 1 с помощью крана (на чертеже не показан), помещен теплообменник 5, например воздухоподогреватель. Способ осуществляют следующим образом. В ванну 1 заливали эмаль 2. Теплообменник 5 изготавливали из предварительно обезжиренных, промытых водой, нейтрализованных и высушенных металлических труб 6 (см. чертеж), которые собирали в пучок и приваривали непосредственно к трубным доскам 7. Затем теплообменник 5 погружали в ванну 1 с помощью крана необходимой грузоподъемности, подключали источник ультразвуковых колебаний 4. Перемешивание эмали 3 в ванне 1 вели ультразвуковыми колебаниями с частотой 18-3000 кГц в секунду в течение 5-10 минут. Затем теплообменник 5 извлекали из ванны 1, поворачивали технологическими отверстиями 8 вниз, удаляя лишнюю эмаль. Отключали источник ультразвуковых колебаний 4. Затем теплообменник 5 сушили в сушильном шкафу (на чертеже не показан) в течение 30 минут при температуре 105110°С. После сушки его помещали в проходную печь и выдерживали там при температуре 900-920°С в течение 45 минут. Затем охлаждали и определяли ударную прочность по ГОСТ 24788-21 (см. таблицу). Далее приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления способа. Пример 1. Теплообменник 5 из металлических труб 6 собирают в пучок, приваривают к трубным доскам 7, погружают в ванну 1 и подключают источник ультразвуковых колебаний 4. Перемешивание эмали ведут ультразвуковыми колебаниями частотой 16 кГц в течение 3 минут. Коэффициент теплопередачи - 0,88; дефекты эмалевого покрытия, поры/см - 0,5 (см. таблицу пример 1). Примеры 2-8. Поступали, как указано в примере 1, изменяя частоту ультразвуковых колебаний соответственно на: 17, 18, 22, 100, 200, 3000, 4000 кГц и время перемешивания 3, 5, 5, 5, 5, 10, 11 минут. В пределах заявляемого интервала поставленная задача достигается (см. примеры 3-7 таблицы). Проведение процесса нанесения антикоррозионного покрытия при частоте ультразвуковых колебаний и времени перемешивания меньше заявляемого интервала (примеры 1, 2 таблицы) нецелесообразно из-за низкого коэффициента теплопередачи, обусловленного значительным количеством пор на эмалевом покрытииТеплообменника. Проведение процесса при частоте ультразвуковых колебаний и времени перемешивания выше заявляемого интервала (пример 8 таблицы) также нецелесообразно, так как коэффициент теплопередачи уменьшается, а количество пор на см площади значительно повышается - поставленная задача не достигается. Пример 9. Приведены показатели коэффициента теплопередачи и дефекты эмалевого покрытия для способа-прототипа. Таким образом, заявляемое изобретение позволяет повысить эффективность антикоррозионного покрытия за счет уменьшения дефектов путем предварительной сборки с креплением труб и последующем их эмалировании с равномерным перемешиванием эмали с помощью ультразвуковых колебаний и тем самым повышению коэффициента теплопередачи, а так же дает возможность использования теплообменника в условиях агрессивных сред гальванических цехов.