金屬管狀電熱元件制造對(duì)金屬管力學(xué)性能的影響

潘林鋒，孫愛(ài)平

（1.江蘇特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院無(wú)錫分院， 江蘇 無(wú)錫214100）

（2.無(wú)錫博睿奧克電氣有限公司， 江蘇 無(wú)錫 214100）

承壓設(shè)備電加熱器由承壓設(shè)備容器以及電加熱器元件組成。其中，電加熱器中關(guān)鍵部位為金屬管狀電熱元件，作為電加熱器的發(fā)熱單元往往與介質(zhì)直接接觸，金屬管制造的好壞直接決定了整臺(tái)設(shè)備的安全性能及壽命。金屬管狀電熱元件由金屬管、礦物絕緣材料、發(fā)熱體組成，其結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖1[1]。一般情況下，制造過(guò)程中需通過(guò)縮管機(jī)械壓縮減徑將礦物絕緣填充材料密實(shí)處理以獲得良好的導(dǎo)熱性能。金屬管在外力作用下受擠壓拉伸變形，有時(shí)還需要在保護(hù)氣氛下熱處理（電加熱制造業(yè)內(nèi)稱為“發(fā)黑”或“發(fā)綠”）。不恰當(dāng)?shù)闹圃旃に嚂?huì)引起金屬管表面產(chǎn)生裂紋，如圖2所示。同時(shí)，對(duì)于電加熱壓力容器，金屬管與管板之間往往采用氬弧焊方法連接。為此本文對(duì)金屬管制造過(guò)程中對(duì)金屬管的力學(xué)性能和晶間腐蝕性能的影響進(jìn)行研究。

圖1 金屬管狀電熱元件的一般結(jié)構(gòu)形式

圖2 非承壓段金屬管表面裂紋

1 金屬管狀電熱元件用金屬管材料選用

金屬管狀電熱元件用金屬管選用的一般原則：耐腐蝕、耐高溫、易成形（拉伸、彎曲）、可焊接。

在工業(yè)實(shí)踐中，金屬管材質(zhì)多為奧氏體不銹鋼（304、321、316L、310S、NASH840等），鎳基合金（800、600等）。無(wú)縫鋼管和焊接鋼管均可采用。焊接鋼管的制造應(yīng)采用不添加填充金屬的自動(dòng)電熔焊接方法制造。

當(dāng)采用焊條電弧焊、鎢極氣體保護(hù)焊等焊接方法，將金屬管狀電熱元件金屬管與承壓設(shè)備受壓部件永久連接時(shí)，應(yīng)依據(jù)NB/T 47014-2011《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定》進(jìn)行有關(guān)的焊接工藝評(píng)定。……