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国内内螺纹铜管的生产技术、发展方向、市场前景

[ 关键词:内螺纹铜管的生产技术 发表日期:2017-12-01 10:06:22 ]

  介绍国内内螺纹铜管的技术条件及生产现状,阐述了无缝内螺纹铜管和焊接内螺纹铜管的生产工艺,指出了内螺纹铜管的发展方向及市场前景。

关键词:内螺纹铜管 生产工艺

1 我国内螺纹铜管的生产现状

  从上世纪九十年代中期开始,随着空调器向节能、环保、小型、轻量、高效的方向发展,空调两器(蒸发器与冷凝器)用薄壁光管逐步被具有高效传热特性的内螺纹铜管所替代,给我国铜管加工业带来了巨大商机,也刺激了内螺纹铜管加工业的快速发展。

2 内螺纹铜管的生产工艺

  目前,内螺纹铜管有两大门类:一种是无缝内螺纹管;另一种是焊接内螺纹管。前者的生产工艺已经成熟;后者尚处于发展之中。

(1)无缝内螺纹铜管生产工艺

  作为无缝内螺纹管成型技术,1969年美国发明了螺纹芯头旋锻法;70年代初,Et本日立电线发明了螺 纹芯头滚轮旋压一拉拔法;之后,经过铜管加工行业技术人员的创新和改进,形成了目前的主流生产工 艺:管坯一行星钢球旋压成型一拉拔。典型生产工艺为:高精度坯管(铜盘管)一超高速旋压内螺纹成型(图1)一精整复绕+在线(旋转)涡流 探伤一连续内腔吹扫光亮退火一产品包装。游动组合芯头超高速旋压内螺纹成型示意图选配转速为181300~25000转/分的电机,成型速度 可达40。60m/rain;如选配转速高达35000—40000转份 的磁悬浮电机,成型速度可以提高到70~80m/rain。 该工艺加工的产品范围(外径)为秭.35~10mm。 如加工细径(5mm)和大规格(4b12mm)的内螺纹 管,则应对成型机做适当调整。 目前,采用行星钢球超高速旋压内螺纹成型工艺 加工内螺纹铜管的设备主要有三种形式:一是直线拉 伸成型机;二是倒立式盘拉成型机;三是V形槽圆盘 拉伸成型机。

(2)焊接内螺纹铜管生产工艺

  焊接内螺纹铜管的典型生产工艺为:高精度铜带 一对焊连接一两次滚压成齿一多辊卷制成管一高频 焊接+气体保护一定径切割一精整复绕+探伤一退 火一产品包装。 近几年,Outokumpu和Cerro公司分别在马来西亚 和美国新建了2条焊接内螺纹铜管生产线。全球范 围内已陆续建成的十余条焊接内螺纹铜管生产线主 要分布于美国、德国、日本、巴西、墨西哥、台湾等国家  万方数据 有色金属加工5和地区。国内唯一的一条焊接内螺纹铜管生产线 (5000t/年)已在江苏张家港中嘉公司建成。该技术能 够加工ACR行业所需的人字齿、交叉齿、菱形齿等高 难齿形,并且成型过程的免润滑保证了管材内腔的清 洁度,生产速度可以达到150~200m/min。但其焊缝 处的晶粒会长大到0.050ram左右,而且铸造晶粒和再 结晶晶粒并存。同时,由于焊缝将连续的齿切断,成 品管的抗拉强度与延伸率(d。=200—220MPa;豌。= 35%一40%)明显低于无缝内螺纹管。这一现象值得 研究与关注。当然,对于刚刚在国内起步的焊接内螺 纹管生产技术,业界应给予重视和支持。

3 内螺纹铜管的技术条件和质量控制要点

(1)内螺纹铜管的技术条件

  作为空调两器所用的高效散热内螺纹铜管,其材质选用高磷脱氧铜(P=0.015%。0.040%),我国合金 牌号为TP2,对应于美国的C12200、日本的C1220。该 合金具有组织均匀致密、易焊接、耐腐蚀、成型性好等优点。 目前尚未见到内螺纹铜管的国际权威标准。

(2)加工过程的质量控制要点

  必须保证坯管具有光洁的内外表面质量,壁厚偏差0.02ram; 螺纹芯头必须经过精细加工,凸肋尺寸精度高,周向分布均匀,表面光洁。同时,务必选择直径合 适的钢球以实现最佳配合; 建议在水平缠绕机上选配国际最先进的对管 子表面纵向缺陷敏感的在线涡流探伤仪,对内螺纹管 进行100%严格探伤,从而可有效减少两器弯、胀、扩加工过程中的质量问题;采用易挥发的酯类油、合理的热处理及残油吹扫工艺,保证管内表面质量与性能均匀稳定。

4 内螺纹铜管的齿型及研发方向

(1)内螺纹铜管的齿型

  高效内螺纹传热管按旋向和齿型特征分类如下: 内螺纹管{二:: f等高齿(通用c形齿),见图2 I高低齿,见图3 l瘦高齿,见图4 r断续齿,见图6{交叉齿,见图7 oV、W型齿,见图8 OO哦屹:  万方数据6有色金属加工 第32卷 图3高低齿图4瘦高齿 Qf 图6断续齿图7交叉齿 目前,已经产业化应用的齿形是图2所示的C形等高齿和图3所示的高低齿;图4所示的瘦高齿和图 7所示的交叉齿已进入试用阶段。

(2)内螺纹铜管的研发方向

  为了适应空调器小型化、轻量化、新冷媒替代的 发展要求,内螺纹铜管必将向细径、薄壁、高齿化发 展。目前,国外已有两大空调厂批量采用晒咖细径 内螺纹铜管;国内某空调厂采用了嘶.35ram内螺纹 管。同时,国内部分空调厂蒸发器用研mm内螺纹管 底壁厚已经从0.27ram减薄至0.25nun;冷凝器用 凹.52ram内螺纹管底壁厚也从0.28mm和0.30ram减 薄至0.26ram和0.27ram。齿顶角为15~25。的瘦高齿内螺纹管和一种交叉齿内螺纹管已经在空调厂进行 应用试验。 未来几年内,空调器强化传热的需求,将促使无 缝内螺纹铜管具有多种复杂齿形。焊接内螺纹管,尽管目前因铜带成本高,焊缝质量不稳定,焊缝对弯、胀、扩加工有不利影响等,在推广应用上尚不够成熟,但具有能够加工出多种齿型的优点,也为无缝内螺纹管的新齿型开发指明了方向。

5 市场前景展望

  1997年至2001年,我国空调业发展迅猛,年需求增长达19.2%,占全球空调需求总量的29.4%,年产销额增幅达10%.15%。同时,出口年均增长率达 63.5%,成为全世界最大的空调生产国和需求国。2001年空调器销售占全球需求的43%。高速发展带 来了空调业的激烈竞争,内螺纹铜管强化传热和轻量 节材的特点为空调业的发展提供了技术支持。以房 间空调器为例,据国家统计局统计,2001年全年产量有色金属加工7为2312.88万台,如按制冷量为2500W的空调器计 算,每台用铜管5kg(连接管0.9kg/台,蒸发器用管 1.3kg/台,冷凝器用管2.8k台),其中两器中内螺纹 管替代光管比例约为60%(2.5k台),则2001年房间 空调器用内螺纹铜管58000吨。2002年房间空调器 全国总产量突破了3000万台,占全球60%,所用内螺纹铜管约为75000吨。今年,空调两器中内螺纹铜管 比例上升到了75%一80%,内螺纹铜管国内需求量有 望突破90000吨。空调业的飞速发展为内螺纹管加工业创造了发展空间。随着我国内螺纹铜管的技术进 步,在现有标准管方面,国产内螺纹铜管质量已与进 口管相当。自2002年7月开始,内螺纹铜管出口量开 始超过进口量。以河南金龙产品为代表的高精度高 效内螺纹管实现了大批量出口,抢占海外市场,在国 际著名空调厂树立了中国铜管的优异品牌形象。值 得注意的是,一方面,空调制造技术的不断进步对精 密铜管提出了越来越高的要求;另一方面,供大于求、缺乏高精度坯管的局面促使铜管业竞争一天天升级。铜管厂家必须不断提高技术装备水平和产品质量,积极 应对市场变化,才能争夺市场先机。

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