退火銅管的常見問題及解決方法

胡春暉，楊國富

(江西銅業加工事業部，江西南昌 330096)

退火銅管的常見問題及解決方法

胡春暉，楊國富

(江西銅業加工事業部，江西南昌 330096)

TP2銅管現主要用于制冷行業空調的兩器(冷凝器和蒸發器)。文中詳細闡述了退火銅管生產過程中出現氧化及狀態不均的問題，從工藝技術、設備及質量控制等方面對其進行了分析，提出了退火銅管生產質量控制的關鍵及有效解決措施。

TP2銅管;再結晶退火;芯層氧化;內黑;狀態不均;分析;改進

1 引言

TP2銅管具有良好的抗腐蝕性和導熱性，被廣泛地應用于空調和冰箱用制冷管、蒸發器和熱交換器用管等［1－2］。TP2銅管在生產過程中經歷了軋制和多道次的拉拔工序，每道工序都會使銅管發生一定量的塑性變形，使得銅管的強度和硬度提高，而塑性和韌性低，不利于銅管的后續加工。此外，塑性變形還會使得銅管內部的殘余應力升高，儲存能增加，處于不穩定狀態，較大的殘余應力會使銅管變形或開裂，耐蝕性降低［3］。為此，生產中采用了再結晶退火工藝，以提高銅管塑性和降低硬度，同時消除內應力，細化晶粒，為后續工序提供良好工藝性能的坯料。

目前國內主要生產線大多采用輥底式光亮銅管退火爐進行退火［4－5］，其工藝流程如圖1。該爐密封性能較好，采用氮－氫混合保護氣體，并裝有IPSY銅管內表面吹掃系統，從而保證銅管內、外表面的光亮、潔凈。但各銅管生產企業在銅管成品退火過程中經常會出現以下問題:(1)內黑(內壁氧化);(2)芯層氧化(外表面氧化);(3)狀態不均(收縮率不均)。

圖1 退火工藝流程圖

客戶現場使用表明:內黑會造成銅管在使用時出現脹管失穩、脹管后縱向收縮率不一致［6］(即兩器擴口后一部分出現喇叭口，一部分擴不起喇叭口的現象);而焊接不良則是內黑、芯層氧化的綜合表現，因此解決銅管內黑及芯層氧化問題成為退火控制的重點。

為了避免退火后的銅管在客戶處出現內黑及芯層氧化的問題，我們從退火的原理及工藝方面進行分析。

2 內黑產生的原因及其解決措施

內黑(內壁氧化)產生的原因:退火爐吹掃連接管漏氣、退火爐料架漏氣、銅管清洗不干凈、料架定位不準確、退火爐爐壓偏低、氮氣不純及包裝間溫濕度超標等。下面逐一分析:

(1)漏氣導致的內黑。

因退火料架方管、吹氣快速接頭及連接銅管漏氣等，均無法確保吹掃用氣壓力造成內黑。

針對上述分析采取以下解決措施:

對料架管路及受力支點、快速接頭等進行改造。見圖2、圖3、圖4。

圖2 料架管路改造

通過分離改造，避開磨損部位，徹底解決料架開裂漏氣問題，同時減少了維修工作量。

圖3 料架受力支點改造

通過后支撐臂改造，徹底解決前吹掃桿密封面泄漏問題。同時后支撐臂維修量幾乎降為零。

圖4 吹掃接頭改造

通過將快速接頭改為錐面密封連接，解決了銅管在加熱過程中與接頭脫落的問題。

(2)料架定位不準確導致內黑。

因料架在加熱室無法準確定位，導致退火爐的吹掃裝置不能將銅管加熱氣化后的內膜油及時吹出管外，最后銅管進入冷卻區后氣化后的內膜油又冷卻附在銅管內壁造成內黑。

針對上述分析采取以下解決措施:

①請設備人員在加熱室第一吹掃站原料架檢測光柵邊再增加一對光柵，提供報警信號，用于檢測料架是否越位。

②定期檢修調整傳動鏈條對光柵進行重新精確定位。

③對所有料架檢測位置進行定位尺寸復核，確保光柵定位后，吹氣氣缸與料架吹氣桿準確對接。

(3)銅管清洗不干凈、氮氣不純、包裝間溫濕度超標等造成的內黑。

因銅管清洗不干凈導致銅管內腔油污殘留較多造成內黑;退火爐內使用的保護性氣體(氮氣)含水造成銅管內壁氧化;包裝間溫濕度超標導致負壓造成內壁氧化。

針對上述分析采取以下解決措施:

①按此工藝進行清洗(先注入200ml清洗劑，塞進5個沾有清洗劑的海綿球，預吹一分鐘，接著注入100ml清洗劑，再塞進7～10個海棉球，用氮氣將海棉球全部吹出。確保最后吹出的海棉球芯部70%以上呈白色)。

②嚴格控制包裝間的溫濕度(溫度≤20℃，濕度≤50%)。

③定期檢測氮氣純度，并對所有銅管進行充氮保壓(2kg左右)處理。

3 芯層氧化產生的原因及其解決措施

產生的原因:銅管出爐溫度高、包裝材料濕度超標、裝爐量過多造成冷卻不徹底、包裝破損密封不徹底、包裝間溫濕度超標及銅管表面污染等原因。

針對上述分析采取以下解決措施:

(1)出爐溫度高、裝爐量過多造成冷卻不徹底的情況主要是退火爐冷卻系統存在冷卻效率不夠造成。通過采取調整退火爐裝爐量和改造退火爐冷卻水管路系統(在夏季外界溫度居高不下的情況，及時用冷凍水進行冷卻)，經過多天的實驗數據顯示，確保出爐溫度≤40℃。

(2)包裝材料濕度超的問題通過使用干燥的包裝材料(水分≤7%)即可實現。

(3)提高銅管包裝的密封性，嚴格控制包裝間的溫濕度。

(4)加強來料的檢查，防止有油污的銅管直接退火。

4 狀態不均(收縮率不一致)

退火爐的退火溫度、退火時間、冷卻水流量、氮氣吹掃壓力、退火爐內溫度的空間分布不均都會對銅管狀態產生影響。

針對上述分析采取以下解決措施:

(1)根據上面可能出現的問題，我們通過工藝試驗，針對不同的客戶不同的規格甚至銅管不同化學成分均采用不同的退火工藝。如表1。

表1 不同的客戶采用不同的退火工藝

(2)定期檢測退火爐內加熱爐絲的電阻。

(3)定期檢查退火爐內循環風機是否完好。

5 結論

作為目前空調行業應用量最大的銅管，在生產過程中退火銅管出現芯層氧化、內黑及狀態不均的問題，通過以上解決措施，可以避免生產中該類問題的發生。但這些問題也是多方面原因造成的，只有不斷完善生產工藝，提高員工質量意識。對每一個質量控制點進行檢查，才能真正避免問題的發生，盡可能減少生產過程中的各種質量損失，提高企業的競爭力。

［1］田榮璋，王祝堂.銅合金及其加工手冊［M］.長沙:中南大學出版社，2002.

［2］申衛華.銅及銅合金管材拉拔工藝的計算機模擬［D］.沈陽:中國科學院金屬研究所，2005.

［3］潘進兵，張士宏，張立文，張海渠，劉勁松.TP2銅管再結晶退火試驗［J］.金屬熱處理，2007，32(4)74－76:115－118.

［4］余金波.銅管光亮熱處理爐的工藝設備及控制系統［J］.冶金自動化增刊，2007，S2:115－118.

［5］李耀群，易茵菲.現代銅盤管生產技術［M］.北京:冶金工業出版社，2005.

［6］向功平.蒸發器和冷凝器用銅管質量缺陷的解決對策［J］.礦業研究與開發，1997，17(2):34－36.

The Usual Problems and Their Solutions of Annealed Copper Tube

HU Chun－hui，YANG Guo－fu

(JCC Processing Business Division，Nanchang，Jiangxi 330096，China)

TP2 copper tube is now mainly used for refrigeration air conditioning two device(condenser and evaporator).In this paper，the problems of oxidation and uneven state in the process of annealing copper tube are described in detail and analysed from technology，equipment and quality control and other aspects.The key of annealing copper tube production quality control and solving measures are proposed as well.

TP2 copper tube;recrystallization annealing;core layer oxidation;in black;Not all;analysis;improvement

TG156.2

B

1009－3842(2012)01－0005－03

2012－02－08

胡春暉(1973－)，男，江西進賢人，主要從事銅管和漆包線工藝技術等方面研究工作。E－mail:hchjxcc@sina.com