Способ изготовления закрытого электронагревателя

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 150278 (21) 2579540/24-07 с присоединением заявки М 2 Н 05 В 3/42 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗЛКРЫТОГОЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЯ Изобретение относится к электротермии.Известен способ изготовления закрытых радиационных электронагревателей, при котором к трубе принаривают донышко, после чего внутри трубы устанавливают аксиально нагревательную спираль с выводами (1),10Недостатком такого способа является низкий срок их службы в углеродсодержащей атмосфере, который составляет не более шести месяцев. Основная причина выхода из строя электронагревателей заключается в отложении на его поверхности сажистого углерода, образующего.теплоиэоляционный слой и приводящего к перегреву и опланлению нагренательного элемента.Известен также способ изготовления закрытых электронагревателей, при котором корпус выполняют приваркой донышка к трубе, затем проводят дробеструйную обработку наружной поверхности трубы, найыляют на нее слой нихрома и алюминия по 0,1 мм, наносят слой защитной обмазки,после чего проводят диффузионный отжиг в 1 ащитной среде при температуре 950 фС,и устанавлинают нагревательный элемент (2),Недостатками этого способа янляются низкий срок службы, большее количество окалины, осыпающейся внутри трубы и замыкающей витки нагревательной спирали, недостаточная стой"кость сварного шна; применение дорогих и дифицитных материалов (нихрома н качестве подслоя и аргона илиэндогаза и качестве защитной средыпри отжиге).С целью повышения срока службыэлектронагревателя (т,е, трубытдонышка и сварного шна), путем повышения жаростойкости корпуса и снижениявыделения сажистого углерода на егоповерхности с одновременным исключением дорогих и дефицитных материалов,однонременно с обработкой и покрытием наружной поверхности корпуса обрабатывают дополнительно таким жеобразом их внутренние поверхности,затем диффузионный отжиг проводят навоздухе при температурах 900-940 фС,донышко приваривают после отжига, азатем защищенный сварной шон покрывают слоем алюминия.Предлагаемая последовательностьопераций необходима в связи с тем,"по напыление слоя алюминия и нанесение защитной обмаэки на внутреннююповерхность трубы технически невозможно осуществить, если к трубе приварено донышко.Способ осуществляют следующим об 5разом,Тонкостенные холоднодеформированные трубы диаметром 121 мм и толщиной стенки 5 мм из стали ОХ 23 Н 18,применяемые для изготовления корпуса электронагревателя, режут на заготовки длиной до двух метров.Первоначально обрабатывают внутреннюю, а затем наружную поверхностьтруб,15Дробеструйную обработку внутренней поверхности труб осуществляют спомощью головки, один конец которойприсоединяют к шлангу с дробе-воздушной смесью, а на другом закрепля-.ют наконечники с различными угламизагиба для соответствующего направления дробе-воздушной смеси.Трубы с подготовленной .поверхностью устанавливают и закрепляют натокарном станке типа ДИПс удлиненной станиной для равномерного нанесения покрытия при вращении,Напыление слоя алюминия на внутреннюю поверхность труб осуществляютметодом гаэопламенной металлизациис помощью аппарата МГИ-65 со специальной металлизационной головкой,которую на удлинителе устанавливаютвнутрь трубы поочередно с обоих торцов;Толщину слоя алюминия варьировали от 2,0 до 4,4 толщины корпусанагревателя. При толщине слоя алюминия 4,2-4,4 от коргуса покрытие от Ослаивается, а при толщине 2,0 отоболочки имеет меньшую стойкость впроцессе эксплуатации (см. таблицу).Поэтому оптимальной выбрана толщинапокрытия, составляющая от 2,4 до 4,0%толщины оболочки нагревателя,Нанесение защитной обмазки на внутреннюю поверхность труб осуществляюткраскораспылителем КРВ/140.Дробеструйную обработку, напылениеалюминия и нанесение защитной обмаэки на донышки производят с двух сторон. Для напыления алюминия используют аппарат МГИ-65, а защитную обмазку наносят краскораслылителем СО 71 С с наливным стаканчиком.После сушки на воздухе в течениеодного часа проводят диффузионныйотжиг труб и донышек на воздухе притемпературе от 900 до 940 С в течение 3 ч, охлаждение - с печью до450 С, затем на воздухе,еВыгруженные из печи трубы устанавливают горизонтально и удаляют образовавшуюся окалину и остатки защитнойобмазкиспециальными металлическимищетками и продувкой сжатым воздухом,Приварку донышка производят последиффузионного отжига для сохранениязащитного слоя в околошовной зоне.Затем защищают внешний сварной шов механическим наждачным кругом и наносятна него слой алюминия. После этоговнутрь трубы устанавливают нагревательный элемент,Технико-экономический эффект отвнедрения предлагаемого способа изготовления нагревателей достигается засчет увеличения срока их службы путем уменьшения количества осыпавшейся окалины и повышения стойкости сварного шва, а также эа счет исключениядорогих и дефицитных материалов, применяемых при обработке поверхности,Злектронагреватели с нанесенным покрытием по предложенному и по известному способам были установлены наиспытания в цементационную печь притемпературе 850-920 фС. После указанной ниже выдержки они были извлеченыиэ печи и иэ каждого была собрана ивзвешена окалина, осыпавшаяся внутрькорпуса, В таблице представлены полученные данные,698172 Формула изобретения Составитель А, ХодатаеваРе акто Н Каменская Тех е М, Петко Ко екто Н, Степ Заказ 6943/38 Тираж 944 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва ЖРа ская наб 4 5филиал ППП 1 Патент , г, .Ужгород, ул, Проектная, 4 Как видно из таблицы, предложенный способ изготовления при толщине нанесенного слоя алюминия 2,4"40 толщины корпуса и температуре диффузионного отжига от 900 до 940 С на порядок уменьшает количество осыпав" шейся в процессе эксплуатации окали" ны, что обеспечивает повыаение срока службы радиационных электронагревателей не менее, чем в 1,5 раза. Изготовленные по предложенному способу электронагреватели из-за прога" ра сварного шва из строя не выходили.Предварительно проведенные расчеты показали, что за счет увеличения срока службы РЭНО в 1,5 раза можно получить экойомический эффект 12690 тыс. рублей на партию электрочагревателя в количестве 10000 штук. Способ .изготовления закрытого электронагревателя, при котором корпус выполняют приваркой к трубе донышка, обрабатывают механически,например дробе-воздушной смесью, наружные поверхности трубы и доньаакапокрывают их слоем алюминия и поверх - защитной обмазкой, производятдиффузионный отжиг и после всех опе 5 раций по изготовлению корпуса устанавливают внутрь его нагревательныйэлемент, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повьааения срокаслужбы электронагревателя, одновременно с обработкой И покрытием наружной поверхности трубы и доныака дополнительно таким же образом обрабатывают их внутренние поверхности,затем диффузионный отжиг проводят навоздухе при температурах.900"940 фС,донышко приварнвают после отжига изачищеннйй сварной шов покрывают слоем алюминия,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Стандарт предприятия нагревателей электрических радиационныхСТПОНН 684. 163-75, с, 6, 1975.2, Материалы У 1 Всесоюзного научно-технического совещания по электротермическому оборудованию, М1973, с14-15