退火銅管的常見問題及解決方法

胡春暉，楊國富

(江西銅業(yè)加工事業(yè)部，江西南昌 330096)

退火銅管的常見問題及解決方法

胡春暉，楊國富

(江西銅業(yè)加工事業(yè)部，江西南昌 330096)

TP2銅管現(xiàn)主要用于制冷行業(yè)空調(diào)的兩器(冷凝器和蒸發(fā)器)。文中詳細(xì)闡述了退火銅管生產(chǎn)過程中出現(xiàn)氧化及狀態(tài)不均的問題，從工藝技術(shù)、設(shè)備及質(zhì)量控制等方面對其進(jìn)行了分析，提出了退火銅管生產(chǎn)質(zhì)量控制的關(guān)鍵及有效解決措施。

TP2銅管;再結(jié)晶退火;芯層氧化;內(nèi)黑;狀態(tài)不均;分析;改進(jìn)

1 引言

TP2銅管具有良好的抗腐蝕性和導(dǎo)熱性，被廣泛地應(yīng)用于空調(diào)和冰箱用制冷管、蒸發(fā)器和熱交換器用管等［1－2］。TP2銅管在生產(chǎn)過程中經(jīng)歷了軋制和多道次的拉拔工序，每道工序都會使銅管發(fā)生一定量的塑性變形，使得銅管的強(qiáng)度和硬度提高，而塑性和韌性低，不利于銅管的后續(xù)加工。此外，塑性變形還會使得銅管內(nèi)部的殘余應(yīng)力升高，儲存能增加，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，較大的殘余應(yīng)力會使銅管變形或開裂，耐蝕性降低［3］。為此，生產(chǎn)中采用了再結(jié)晶退火工藝，以提高銅管塑性和降低硬度，同時消除內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒，為后續(xù)工序提供良好工藝性能的坯料。

目前國內(nèi)主要生產(chǎn)線大多采用輥底式光亮銅管退火爐進(jìn)行退火［4－5］，其工藝流程如圖1。該爐密封性能較好，采用氮－氫混合保護(hù)氣體，并裝有IPSY銅管內(nèi)表面吹掃系統(tǒng)，從而保證銅管內(nèi)、外表面的光亮、潔凈。但各銅管生產(chǎn)企業(yè)在銅管成品退火過程中經(jīng)常會出現(xiàn)以下問題:(1)內(nèi)黑(內(nèi)壁氧化);(2)芯層氧化(外表面氧化);(3)狀態(tài)不均(收縮率不均)。

圖1 退火工藝流程圖

客戶現(xiàn)場使用表明:內(nèi)黑會造成銅管在使用時出現(xiàn)脹管失穩(wěn)、脹管后縱向收縮率不一致［6］(即兩器擴(kuò)口后一部分出現(xiàn)喇叭口，一部分?jǐn)U不起喇叭口的現(xiàn)象);而焊接不良則是內(nèi)黑、芯層氧化的綜合表現(xiàn)，因此解決銅管內(nèi)黑及芯層氧化問題成為退火控制的重點(diǎn)。

為了避免退火后的銅管在客戶處出現(xiàn)內(nèi)黑及芯層氧化的問題，我們從退火的原理及工藝方面進(jìn)行分析。

2 內(nèi)黑產(chǎn)生的原因及其解決措施

內(nèi)黑(內(nèi)壁氧化)產(chǎn)生的原因:退火爐吹掃連接管漏氣、退火爐料架漏氣、銅管清洗不干凈、料架定位不準(zhǔn)確、退火爐爐壓偏低、氮?dú)獠患兗鞍b間溫濕度超標(biāo)等。下面逐一分析:

(1)漏氣導(dǎo)致的內(nèi)黑。

因退火料架方管、吹氣快速接頭及連接銅管漏氣等，均無法確保吹掃用氣壓力造成內(nèi)黑。

針對上述分析采取以下解決措施:

對料架管路及受力支點(diǎn)、快速接頭等進(jìn)行改造。見圖2、圖3、圖4。

圖2 料架管路改造

通過分離改造，避開磨損部位，徹底解決料架開裂漏氣問題，同時減少了維修工作量。

圖3 料架受力支點(diǎn)改造

通過后支撐臂改造，徹底解決前吹掃桿密封面泄漏問題。同時后支撐臂維修量幾乎降為零。

圖4 吹掃接頭改造

通過將快速接頭改為錐面密封連接，解決了銅管在加熱過程中與接頭脫落的問題。

(2)料架定位不準(zhǔn)確導(dǎo)致內(nèi)黑。

因料架在加熱室無法準(zhǔn)確定位，導(dǎo)致退火爐的吹掃裝置不能將銅管加熱氣化后的內(nèi)膜油及時吹出管外，最后銅管進(jìn)入冷卻區(qū)后氣化后的內(nèi)膜油又冷卻附在銅管內(nèi)壁造成內(nèi)黑。

針對上述分析采取以下解決措施:

①請?jiān)O(shè)備人員在加熱室第一吹掃站原料架檢測光柵邊再增加一對光柵，提供報(bào)警信號，用于檢測料架是否越位。

②定期檢修調(diào)整傳動鏈條對光柵進(jìn)行重新精確定位。

③對所有料架檢測位置進(jìn)行定位尺寸復(fù)核，確保光柵定位后，吹氣氣缸與料架吹氣桿準(zhǔn)確對接。

(3)銅管清洗不干凈、氮?dú)獠患?、包裝間溫濕度超標(biāo)等造成的內(nèi)黑。

因銅管清洗不干凈導(dǎo)致銅管內(nèi)腔油污殘留較多造成內(nèi)黑;退火爐內(nèi)使用的保護(hù)性氣體(氮?dú)?含水造成銅管內(nèi)壁氧化;包裝間溫濕度超標(biāo)導(dǎo)致負(fù)壓造成內(nèi)壁氧化。

針對上述分析采取以下解決措施:

①按此工藝進(jìn)行清洗(先注入200ml清洗劑，塞進(jìn)5個沾有清洗劑的海綿球，預(yù)吹一分鐘，接著注入100ml清洗劑，再塞進(jìn)7～10個海棉球，用氮?dú)鈱⒑Ｃ耷蛉看党觥４_保最后吹出的海棉球芯部70%以上呈白色)。

②嚴(yán)格控制包裝間的溫濕度(溫度≤20℃，濕度≤50%)。

③定期檢測氮?dú)饧兌?，并對所有銅管進(jìn)行充氮保壓(2kg左右)處理。

3 芯層氧化產(chǎn)生的原因及其解決措施

產(chǎn)生的原因:銅管出爐溫度高、包裝材料濕度超標(biāo)、裝爐量過多造成冷卻不徹底、包裝破損密封不徹底、包裝間溫濕度超標(biāo)及銅管表面污染等原因。

針對上述分析采取以下解決措施:

(1)出爐溫度高、裝爐量過多造成冷卻不徹底的情況主要是退火爐冷卻系統(tǒng)存在冷卻效率不夠造成。通過采取調(diào)整退火爐裝爐量和改造退火爐冷卻水管路系統(tǒng)(在夏季外界溫度居高不下的情況，及時用冷凍水進(jìn)行冷卻)，經(jīng)過多天的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，確保出爐溫度≤40℃。

(2)包裝材料濕度超的問題通過使用干燥的包裝材料(水分≤7%)即可實(shí)現(xiàn)。

(3)提高銅管包裝的密封性，嚴(yán)格控制包裝間的溫濕度。

(4)加強(qiáng)來料的檢查，防止有油污的銅管直接退火。

4 狀態(tài)不均(收縮率不一致)

退火爐的退火溫度、退火時間、冷卻水流量、氮?dú)獯祾邏毫?、退火爐內(nèi)溫度的空間分布不均都會對銅管狀態(tài)產(chǎn)生影響。

針對上述分析采取以下解決措施:

(1)根據(jù)上面可能出現(xiàn)的問題，我們通過工藝試驗(yàn)，針對不同的客戶不同的規(guī)格甚至銅管不同化學(xué)成分均采用不同的退火工藝。如表1。

表1 不同的客戶采用不同的退火工藝

(2)定期檢測退火爐內(nèi)加熱爐絲的電阻。

(3)定期檢查退火爐內(nèi)循環(huán)風(fēng)機(jī)是否完好。

5 結(jié)論

作為目前空調(diào)行業(yè)應(yīng)用量最大的銅管，在生產(chǎn)過程中退火銅管出現(xiàn)芯層氧化、內(nèi)黑及狀態(tài)不均的問題，通過以上解決措施，可以避免生產(chǎn)中該類問題的發(fā)生。但這些問題也是多方面原因造成的，只有不斷完善生產(chǎn)工藝，提高員工質(zhì)量意識。對每一個質(zhì)量控制點(diǎn)進(jìn)行檢查，才能真正避免問題的發(fā)生，盡可能減少生產(chǎn)過程中的各種質(zhì)量損失，提高企業(yè)的競爭力。

［1］田榮璋，王祝堂.銅合金及其加工手冊［M］.長沙:中南大學(xué)出版社，2002.

［2］申衛(wèi)華.銅及銅合金管材拉拔工藝的計(jì)算機(jī)模擬［D］.沈陽:中國科學(xué)院金屬研究所，2005.

［3］潘進(jìn)兵，張士宏，張立文，張海渠，劉勁松.TP2銅管再結(jié)晶退火試驗(yàn)［J］.金屬熱處理，2007，32(4)74－76:115－118.

［4］余金波.銅管光亮熱處理爐的工藝設(shè)備及控制系統(tǒng)［J］.冶金自動化增刊，2007，S2:115－118.

［5］李耀群，易茵菲.現(xiàn)代銅盤管生產(chǎn)技術(shù)［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2005.

［6］向功平.蒸發(fā)器和冷凝器用銅管質(zhì)量缺陷的解決對策［J］.礦業(yè)研究與開發(fā)，1997，17(2):34－36.

The Usual Problems and Their Solutions of Annealed Copper Tube

HU Chun－h(huán)ui，YANG Guo－fu

(JCC Processing Business Division，Nanchang，Jiangxi 330096，China)

TP2 copper tube is now mainly used for refrigeration air conditioning two device(condenser and evaporator).In this paper，the problems of oxidation and uneven state in the process of annealing copper tube are described in detail and analysed from technology，equipment and quality control and other aspects.The key of annealing copper tube production quality control and solving measures are proposed as well.

TP2 copper tube;recrystallization annealing;core layer oxidation;in black;Not all;analysis;improvement

TG156.2

B

1009－3842(2012)01－0005－03

2012－02－08

胡春暉(1973－)，男，江西進(jìn)賢人，主要從事銅管和漆包線工藝技術(shù)等方面研究工作。E－mail:hchjxcc@sina.com