Способ термической обработки тепловой трубы из аустенитной нержавеющей стали

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 13 А 21 В 6/00 9/ 51 С 7 ОБРЕТЕНИЯ ИОАН ОРСКОМ ЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ57) Изобретение относится к областиеплотехники, более конкретно - кехнологии изготовления тепловых труб омьппленнои энерг для рад отехники ой техни и. тационнои и торцовые заг отжигают в вак давлении 1,33 температуре 90 ческой выдержк затем осуществ духе при темпе изотермической 20-40 мин, 3 т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВИДЕТЕЛЬСТВ У(71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьскойсоциалистической революции(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИТЕПЛОВОЙ ТРУБЫ ИЗ АУСТЕНИТНОЙ судостроения, косми 11 ель-повышение экс адежности. Корпус тру лутпки обезжиривают, ууме при остаточном 10 - 1,33 О Па, 0-100 С и изотермие в течение 2-3 ч, а ляют окисление на воз ратуре 500-520 С свыдержкой в течение абл., 3 ил.Изобретение относится к теплотехнике, я более конкретно к технологии, изготовления тепловьх труб для нужд промышленной энергетики, радиотех- никИ, судостроения, космической техники.Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности.На Фигприведены схемы, поясняющие способ.На внутренней поверхности корпуса тепловой трубы размещена капиллярная структура . На обоих торцах 2 корпуса 3 имеются проточки 4 с высту лами 5 для установк:и торцовых заглушек 6 и 7 с глухим дном 8 и дном 9 с заправочным штенгелем О и торцами 1 и 2.1 20Способ термической обработки тепловой трубы из аустенитной нержавеющей стали, заправляемой водой в качестве теплоносителя, осуществляется следующим образом. Подготавливают корпус - трубу изаустенитной нержавеющей стали требуемых размеров, торцовые заглушки,в одной из которых имеется отверстие ЗОдля заправочного штенгеля и штенгельиз того же материала. На внутреннейи внешней поверхностях корпуса, заглушек и штенгеля, прецварительноотожженных в вакууме, получают защитный слой, состоящий из Сг О , затем соединяют с корпусом торцовые заФглушки и заправочный штенгель с однойиз заглушек,40Л р и м е р. Изготовили 27 образ", цов цилиндрических труб иэ аустенит- ной нержавеющей стали 12 Х 18 Н 10 Т наружным диаметром 12 мм с толщиной стенки 1 мм, высотой 15 мм и 9 цилиндрических тепловых труб из аусте нитной нержавеющей стали 12 Х 18 Н 10 Т, заправленных дистиллированной деаэрированной водой с рН 6,85 и Со, =5 1 О кг/м . Образцы цилиндрических труб предназначались для изучения кинетики роста окисного слоя на по-верхности яустенитной нержавеющей стали 12 Х 18 Н 1 ОТ, Образцы тепловых труб, изготовленные. по предлагаемому способу, предназначались для опреде" ления и последующего сравнения их теплопередающих характеристик, полученных в процессе длительного ,"нкпи онирования, с аналогичными характеристиками тепловых труб, изготовленных по способу-прототипу посредствомизмерения перепадя температур иС .между крайними сечениями зон испарения и конденсации. 100 100 150 Результаты проведенного исследования приведены в гябл,1 ф Конструктивные характеристикитепловых труб, изготовленных по предлагаемому способу, следующие:Количество труб 9Внутренний диаметркорпуса, мм 1 ОДлины зон, ммиспарениятранспортаконденсацииВеличина заправки,Х внутр. объематрубы 15Общая длина трубы,мм 350Внешний диаметр, мм 12Предварительно трубы обезжиривалипо следующей технологии:промывка в четыреххлористом угле;роде СС 3 (органический растворитель)при 18-25 С в течение 3-5 мин с использованием жесткой щетки и ершадля удаления загрязнений; сушка навоздухе до полного высыхания растворителя; обработка в,растворе состава,г(л: сода кальцинированная 25-50;тринатрийфосфат 20-40, при40-60 С в течение 5-10 мин с использованием жесткой щетки и ерша дляудаления жировой пленки; промывка впроточной горячей воде при 70-90 Св течение 0,25-0,5 мин; промывка впроточной водопроводной воде при 1825 С в течение 0,25-0,5 мин.Затем осуществляли вакуумный отжигкорпуса, торцовых заглушек и заправочного штенгеля тепловых труб при остаточном давлении 1,33 10- 1,33х 10 ф Па и температуре 900 - 100 Сс изотермической выдержкой 2-3 ч ипроводили операцию окисления поверх"ности на воздухе при 500-520 С с изотермической выдержкой 20-40 мин.После окисления все образцы заливали серой и отщлиФовывали, затем спомощью микроскопа МИММ определялась толщина полученного окисыогослоя,с,25101,27 10 7 Наиболее оптимальное время окисления составляет 20-40 мин. В течет нен ратур овлен момуиспыт предлаг ериода ихние не менее 20 мин образуется защитная окисная пленка с тоЛщиной,обеспечивающей надежную защиту откоррозианного процесса, Изотермическая выдержка свьпве 40 мин практически не влияет на толщину образующейся акисной пленки (например, привыдержке в течение 50 мин толщинапленки равна 1,3 1 Ои, что составляет 12% прироста толщины пленки поотношению к толщине, полученной втечение 40 мин).Ресурсные испытания девяти тепловых труб из аустенитной нержавеющейстали, изготовленных по предлагаемому способу, проведены после заполнения их водой в качестве теплоносителя и герметизации на специальномстенде для ресурсных испытаний.Испытания проводились в стационарном режиме при вертикальном положении тепловых труб, Охлаждение зонконденсации осуществлялось за счет 25 естественной конвекции. Температураокружающей среды поддерживаласьпостоянной и составляла 24 + 1,0 СПодвод теплоты к зонам испарениятруб осуществлялся при помощи элек -рических нагревателей. Измерениятемпературы по длине каждой тепловойтрубы производились при помощи10 термопар, уложенных в канавки глубиной 0,5 мм. Термопары располагались 35следующим образом: зона испарения -термопары; транспортная зона - 2термопары; зона конденсации - 4 термопары.После установки тепловых труб настенд дпя ресурсных, испытаний к зонам испарения подводилась стабилизированная нагрузка в,течение всегопериода испытаний. Через определенныепромежутки времени определялись 45 температурные поля на поверхностикорпусов тепловых труб и по изменениюперепада температуры между крайнимисечениями зон испарения и конденсации определялось наличие и количество неконденсирующегося газа в тепловых трубах и оценивалась их работоспособность (изменение теплопередающих характеристик).В табл.2 представлено изме ие 55среднего перепада темпе ы по длине тепловых труб, изгот ных поспособу-прототипу и аеспособу в течение п а"переца темнератрри й теннонмя трубек, ос, поверхность которых еещищене по 08 ОВ 07 О,В Ол 9,0,7 0,7 о,7 о,б 0,7 0,9 09 О,б 96 а 14 В,8 г,о г,о .г,о 2,0 1,9 2,О 1,9 1,7 Э,о 11,9 2,1 2,0 2;1 1,В 2,1 7,0 Э,о гвбо иго 2,0 2,1 г о 2,) г,о г,о 2,1 г,о 1,9 2,0 5,0 2,0 2,0 21 2,1 2,2 17 гво 1,4 2,0 2,э,о г,о Лерепад температур по длине тепловых труб, термическая обработка поверхности которых проведена по предлагаемому способу, существенно меньпе ва протяжении всего периода испытаний - 17280 ч (2 года)Применение предлагаемого способа термообработки деталей тепловых труб из аустенитной нержавеющей стали в1технологии тепловых труб позволяет значительно увеличить ресурс их устойчивой работы за счет снижения скорости газовыделения неконденсирующихся газов.В табл.З приведены результаты испытания труб при обработке по предлагаемому способу с граничными значениями предлагаемых интервалов.1392120 Таблица 3 Врем ваку умно ожиг Толщина окисиого слоя, м,9 0 Ф У из о е ния эксплуатационной надежности,корпус трубы и торцовые заглушки перед окислением отжигают в вакуумепри остаточном давлении 1,33 101,33 10 Па, 900-1100 С и изотермической выдержке в течение 2-3 ч, аокисление осуществляют при 500-520 Си изотермической выдержке в течение20-40 мин.30 тки тепржавеюкой обрабтенитнойщий обезж ва- сле о температуры окэтой температурение, о т л и чм, что, с целью ия, оз"35 на а юо Способ терми ловой трубы из щей стали, вклю ние, нагрев д выдержку при13921 гО оставитель В.Ки ехред М,Ходанич ский Корректор Л,Иатай Т.Лазоренк едакт Подписноеета. СССР1 тийаб, д. 4/5 Гираж 54 аказ 1870/31В ПИ Госу твенного ком ретении и отк35, Раушская по делам из13 О 35 Москва Проектная, 4 оизнодстве полиг рафическое предприятие, г. Ужгоро