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单端电加热管得到水箱辅助控制时效果显著

编辑:扬州宇安电热科技有限公司时间:2017-05-19

水箱在很大程度上决定着太阳能热水器的能效等级,单端电加热管作为水箱中重要的辅助制热部件,在太阳能热水系统中起着重要的作用。然而,作为电热水器重要部件,安全性是不得不考虑的重要因素。在太阳能热水工程的市场上,单端电加热管的质量问题又会带来哪些影响,结合笔者所在公司在电热管行业 多年的制造经验,从进料控制、制造控制及产品型式试验三个方面,分享一下单端电热管品质控制的经验。


腐蚀给电加热管造成的困扰。由于我国地域辽阔,各区域水质条件不相同。在水质较差地区,严重的水垢和腐蚀会导致电加热管热效率严重下降,金属管腐蚀导致电热管漏电,带来人身伤害等安全隐患,后果不堪设想。腐蚀还会导致法兰焊接部位穿孔漏水,产生诸如地板泡水后变形等次生影响,给用户造成较大的财产损失。电热管作为一个传统产品,品质关键不在于产品设计,而在于重点保证电热管的质量,严格把控材料的选择与工艺过程控制才是关键。

2电加热管的选材
制造电热管的材料,目前厂家都会选择在市场上能够买到的标准牌号材料,然而要成为水箱单端电加热管可使用的材料,却又有其他的特殊要求,主要以不锈钢管材,氧化镁粉为例作简要说明。

2.1 不锈钢管材
电热管的管材,耐腐蚀性必须优于 SUS316L。Incoloy800 是更好的选择,当然也可以选择更好的 Incoloy825 甚至钛管。在管材把控方面,管材可考虑用荧光光谱分析材料,更重要的是要有合适的硬度及抗拉强度并保持每批材料的一致性。不合适的抗拉强度,会导致电热管弯曲成型过程中产生微裂纹,在使用一段时间后或腐蚀或开裂导致失效。对材料而言,不同硬度的材料会导致缩管时延伸不一致,电加热管长度产生偏差而增加废品率。
2.2 氧化镁粉
氧化镁粉作为电热管中起到绝缘而又导热的物质,其重要性不言而喻。虽然单端电加热管只是加热水,温度没有干烧管那么高,对氧化镁粉没有苛刻的要求,但为保证电热管的长期使用寿命,还是要把控一些基本要点。例如,对于进料把握而言,要分析每批材料的化学成分,保证镁的含量达到96%以上,严格把控成分中的硼、硫等有害元素,因为硼的耐温性很低,通电使用过程中会降低氧化镁的耐温性能,严重时会导致漏电,而硫具有腐蚀性,对电阻丝产生腐蚀而降低产品使用寿命。为了确保质量,除常规的分析之外,单端电加热管的生产厂家不妨对每批氧化镁粉抽样制作成标准测试电热管,并进行 100 小时的高温干烧测试,以测试前后的性能变化率来判断氧化镁粉的质量。
3电加热管的过程把控
3.1 焊管单端电加热管的过程把控关键点在于焊管,大批量生产的电加热器都是采用焊接管的,因此如何确保焊接质量很重要。有些焊接表面肉眼看似光滑平整,但实际上有微孔的缺陷存在,同时,可能存在没有焊实,焊接搭口不合理等缺陷而影响焊缝的强度,在过程控制中,采用涡流探伤设备在线检测焊接质量,同时做焊接截面的金相分析来判断焊接部位的状态。为了弯曲成各种形状,电热管要采用热处理退火,将焊缝的马氏体组织在 1050 ℃高温下进行固溶处理转变成奥氏体组织,在退火过程中要严格控制温度及速度,同时要控制保护气体的露点,防止在高温退火时出现表面过度氧化而影响耐腐蚀性,消除加工应力,避免应力腐蚀的发生。电热管后续进行水压和气压全数检查,检测单端电加热管管材在制造过程中可能产生的开裂及微裂纹,并确保法兰及焊接部位的气密性。

3.2 电阻丝
单端电加热管内起发热作用的电阻丝,如果分布不均匀,会导致加热管温度分布不均匀。如果偏离,又会导致电热管的电气性能下降,甚至电气击穿。因此,采用 X 光透视设备,可以观测到内部电阻丝的分布以做出判断。

要保证单端电加热管的长期使用性能,就有必要对生产的电热管做定期的型式检验,来验证其可靠性。除了常规的电性能测试及盐雾测试外,还可以采用对电热管做高温高湿试验。特别是在寿命测试方面,会根据各地的水质状况,在试验用水中加入各种离子,来验证不同水质状况下的性能表现。
影响单端电加热管质量的因素,除了上述几点外还有很多因素。本文只是从检测及控制方面做了简单的探讨。要完成相关检测,必须具备相应的检测设备及相关的检测能力。但为了保证产品质量,一定的投入肯定会在质量及客户的信任度上得到回报。
节能减排已成为全人类的共同愿望,电加热相对于传统的燃烧加热具有污染小、热效率高的优势,水箱采用电加热有着巨大的现实意义,特别是对于我国这样 69%要依赖于燃煤的国家来说,重要性更是不言而喻。在未来的发展过程中,太阳能光热行业仍需水箱辅助加热管提供可靠的第二热源,因此,保障单端电加热管的品质是一项重要工作。