一種防腐防垢涂層換熱器及其制作工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種化工領域的換熱器，特別是一種帶涂層的換熱器，尤其是一種防腐防垢涂層換熱器及其制作工藝。
【背景技術】
[0002]換熱器廣泛應用于石油化工、煤化工、氧化鋁、電廠、清潔能源利用等工業過程中，它由換熱管或換熱板與殼體共同連接構成。在用于液體工質換熱時，尤其是液體工質中含有易腐蝕易結垢的物質，換熱器長期運行過程中會出現結垢腐蝕現象，會給企業生產帶來巨大的損失。
[0003]目前工業上使用的液體換熱器通常采用不銹鋼材料，盡管大大增加了材料成本和制造成本用來減少腐蝕，但仍然不能從根本上解決防腐問題，如果液體中硫離子、氯離子含量稍高，仍會在其焊縫處造成孔蝕現象，導致殼體、換熱管或換熱板失效。
[0004]工業上使用的換熱器面臨的另一大難題是內部結垢問題。液體中存在有各種鹽類，隨著溫度的升高，溶解度降低，會在換熱器內沉積下來，日積月累在換熱器內表面形成一層致密、堅硬的水垢。由于水垢的傳熱系數極低，因而換熱器的熱效率不斷下降。此外水垢長期在換熱器內部積聚，還會堵塞進出水管，造成出水不暢或不能出水的問題，定期清理使企業耗費大量人力、物力。因此，防腐防垢換熱器的開發一直是換熱器發展的一個重要方向。
[0005]以往制造廠解決防腐和結垢問題，常采用的方法有=(I)N1-P鍍膜處理，但會污染環境；(2)滲氮技術耐蝕性較好，但難以解決結垢和高溫處理后導致管材脆性變大的問題；
(3)引進國外技術和涂料，雖然效果較好，但價格昂貴，也難以普及；還有其它一些方法，但均存在不足之處。
[0006]隨著納米技術和材料技術的發展，用納米材料加工、合成生產的系列防腐防垢涂層具有常規涂料所不可比擬的特點和優勢，應用于工業系統也僅開始不久，現有的換熱器涂層技術不完全成熟，主要問題集中在表面處理和制造工藝上，工業實際應用中會出現涂層的脫落，仍不能滿足長周期運行的目標。
[0007]有鑒于上述現有換熱器存在的缺陷，本發明人基于從事此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種新的防腐防垢涂層換熱器，能夠改進現有換熱器使用時易腐易結垢的問題，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并經過反復試驗及改進后，終于創設出確具實用價值的本發明。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于，提供一種防腐防垢涂層換熱器及其制作工藝，所要解決的技術問題是在換熱器的換熱管或換熱板上涂覆具有防腐防垢功能的涂層材料，改善換熱管或換熱板易腐蝕易結垢的現象，并且表面涂層不易脫落，同時能提高換熱效率，增加換熱器的使用壽命。
[0009]本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。
[0010]依據本發明提出的一種防腐防垢涂層換熱器，其中，所述的防腐防垢涂層包括連接層和鈦納米層；其中，連接層為內層，厚度為40-80nm，鈦納米層為外層，厚度為50-150nm;連接層中添加陰離子表面活性劑和導熱性較強的金屬元素。
[0011]本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。
[0012]前述的一種防腐防垢涂層換熱器，其中，所述的金屬元素至少為鋅元素、銀元素、鈦元素中的一種。
[0013]前述的一種防腐防垢涂層換熱器，其中，在換熱器內壁和換熱管或換熱板的表面涂覆防腐防垢涂層。
[0014]前述的一種防腐防垢涂層換熱器，其中，所述的防腐防垢涂層可涂覆在各種金屬材質和管形的換熱管或換熱板上形成防腐防垢換熱器，如不銹鋼光管、碳鋼光管、銅光管、不銹鋼扭曲管、碳鋼扭曲管等。
[0015]前述的一種防腐防垢涂層換熱器，其中，所述的涂層的涂覆方法可以是現有通用的方法，如浸漬法、噴涂法、刷涂法、磁控濺射法等。
[0016]本發明的目的及解決其技術問題還采用以下技術方案來實現。
[0017]依據本發明提出的一種防腐防垢涂層換熱器的制作工藝，其中，所述的制作工藝包括以下步驟:
[0018](I)除銹拋光拋光達到10nm;
[0019](2)清洗在超聲波的作用下，于40_60°C液體環境中，將換熱管或換熱板先堿洗10-15min，再酸洗2_3min，然后用蒸餾水沖洗干凈；
[0020](3)干燥將干凈的換熱管或換熱板置于超聲波醇類溶液中5-10min，快速吹風干燥；
[0021](4)噴涂連接層將步驟(3)處理后的換熱管或換熱板進行噴涂，噴涂完畢后，開展均質化處理，通過旋轉或高頻振動實現連接層與金屬基體充分融合；
[0022](5)烘烤固化利用電加熱爐對噴涂均質處理后的產品進行加熱烘烤，烘烤溫度在300-600 0C，從室溫逐步升溫至烘烤溫度，再逐步降溫至室溫；
[0023](6)清洗用蒸餾水清洗，此時表面粗糙度小于50nm ;
[0024](7)噴涂鈦納米層將氟鈦酸銨、硼酸分別配制成均一的溶液，過濾得到澄清溶液，將步驟(6)處理后的換熱管或換熱板進行噴涂；噴涂完畢后，開展均質化處理，通過旋轉或高頻振動實現連接層與鈦納米層充分融合；
[0025](8)烘烤固化利用電加熱爐對噴涂均質處理后的產品進行加熱烘烤，烘烤溫度在300-600 0C，從室溫逐步升溫至烘烤溫度，再逐步降溫至室溫；
[0026](9)清洗用蒸餾水清洗，此時涂層表面蒸餾水接觸角為89.2度，表面能為30.5mJ/
m2o
[0027]本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。借由上述技術方案，本發明一種防腐防垢涂層換熱器及其制作工藝可達到相當的技術進步性及實用性，并具有產業上的廣泛利用價值，其至少具有下列優點:
[0028](I)該涂層采用雙層結構，增加了過渡連接層，不易發生局部涂層脫落，可靠性1? ;
[0029](2)該涂層的連接層中富含金屬元素，導熱性能好，能將換熱器的換熱效率提高10% -30% ；
[0030](3)該涂層具有致密的分子結構，耐腐蝕耐磨的性能強，摩擦系數小，表面能低，從而有效抑制了換熱管或換熱板的表面結垢，提高了傳熱效率，延長了使用壽命。
[0031]綜上所述，本發明一種防腐防垢涂層換熱器及其制作工藝在技術上有顯著的進步，并具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
[0032]上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
【附圖說明】
[0033]圖1是本發明一種防腐防垢涂層換熱器的制作工藝流程圖。
[0034]圖2是本發明防腐防垢涂層換熱管的結構簡圖。
[0035]圖3是本發明防腐防垢涂層換熱板的結構簡圖。
[0036]【主要元件符號說明】
[0037]1:金屬表面
[0038]2:連接層
[0039]3:鈦納米層
【具體實施方式】
[0040]為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的一種防腐防垢涂層換熱器及其制作工藝，其【具體實施方式】、結構、特征及其功效，詳細說明如后。
[0041]本發明一種防腐防垢涂層換熱器及其制作工藝，所采用的技術方案是:在換熱器內壁和換熱器傳熱部位(換熱管或換熱板)的表面各涂覆一層具有防腐、防垢、導熱效果的鈦鈉米涂層。鈦納米涂層具有優越的防腐性能，用于換熱器內壁不但可以有效解決不銹鋼換熱器內部焊縫腐蝕的問題，還可用其他鋼材代替不銹鋼，大大降低成本，且可