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水箱在很大程度上決定著太陽(yáng)能熱水器的能效等級(jí)，電加熱器作為水箱中重要的輔助制熱部件，在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中起著重要的作用。然而，作為電熱水器重要部件，安全性是不得不考慮的重要因素。在太陽(yáng)能熱水工程的市場(chǎng)上，電加熱管的質(zhì)量問(wèn)題又會(huì)帶來(lái)哪些影響，結(jié)合筆者所在公司在電熱管行業(yè)26年的制造經(jīng)驗(yàn)，從進(jìn)料控制、制造控制及產(chǎn)品型式試驗(yàn)三個(gè)方面，分享一下電熱管品質(zhì)控制的經(jīng)驗(yàn)。

1腐蝕給電加熱管造成的困擾

由于我國(guó)地域遼闊，各區(qū)域水質(zhì)條件不相同。在水質(zhì)較差地區(qū)，嚴(yán)重的水垢和腐蝕會(huì)導(dǎo)致電加熱管熱效率嚴(yán)重下降，金屬管腐蝕導(dǎo)致電熱管漏電，帶來(lái)人身傷害等安全隱患，后果不堪設(shè)想。

腐蝕還會(huì)導(dǎo)致法蘭焊接部位穿孔漏水，產(chǎn)生諸如地板泡水后變形等次生影響，給用戶造成較大的財(cái)產(chǎn)損失。電熱管作為一個(gè)傳統(tǒng)產(chǎn)品，品質(zhì)關(guān)鍵不在于產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而在于重點(diǎn)保證電熱管的質(zhì)量，嚴(yán)格把控材料的選擇與工藝過(guò)程控制才是關(guān)鍵。

2電加熱管的選材

制造電熱管的材料，目前廠家都會(huì)選擇在市場(chǎng)上能夠買(mǎi)到的標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)材料，然而要成為水箱電加熱管可使用的材料，卻又有其他的特殊要求，主要以不銹鋼管材，氧化鎂粉為例作簡(jiǎn)要說(shuō)明。

2.1不銹鋼管材

電熱管的管材，耐腐蝕性必須優(yōu)于SUS316L。Incoloy800是更好的選擇，當(dāng)然也可以選擇更好的Incoloy825甚至鈦管。在管材把控方面，管材可考慮用熒光光譜分析材料，更重要的是要有合適的硬度及抗拉強(qiáng)度并保持每批材料的一致性。不合適的抗拉強(qiáng)度，會(huì)導(dǎo)致電熱管彎曲成型過(guò)程中產(chǎn)生微裂紋，在使用一段時(shí)間后或腐蝕或開(kāi)裂導(dǎo)致失效。對(duì)材料而言，不同硬度的材料會(huì)導(dǎo)致縮管時(shí)延伸不一致，電加熱管長(zhǎng)度產(chǎn)生偏差而增加廢品率。

2.2氧化鎂粉

氧化鎂粉作為電熱管中起到絕緣而又導(dǎo)熱的物質(zhì)，其重要性不言而喻。雖然電熱管只是加熱水，溫度沒(méi)有干燒管那么高，對(duì)氧化鎂粉沒(méi)有苛刻的要求，但為保證電熱管的長(zhǎng)期使用壽命，還是要把控一些基本要點(diǎn)。例如，對(duì)于進(jìn)料把握而言，要分析每批材料的化學(xué)成分，保證鎂的含量達(dá)到96%以上，嚴(yán)格把控成分中的硼、硫等有害元素，因?yàn)榕鸬哪蜏匦院艿停娛褂眠^(guò)程中會(huì)降低氧化鎂的耐溫性能，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致漏電，而硫具有腐蝕性，對(duì)電阻絲產(chǎn)生腐蝕而降低產(chǎn)品使用壽命。為了確保質(zhì)量，除常規(guī)的分析之外，電熱管的生產(chǎn)廠家不妨對(duì)每批氧化鎂粉抽樣制作成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試電熱管，并進(jìn)行100 小時(shí)的高溫干燒測(cè)試，以測(cè)試前后的性能變化率來(lái)判斷氧化鎂粉的質(zhì)量。

機(jī)器人焊接加熱管

3電加熱管的過(guò)程把控

3.1焊管

電加熱管的過(guò)程把控關(guān)鍵點(diǎn)在于焊管，大批量生產(chǎn)的電加熱器都是采用焊接管的，因此如何確保焊接質(zhì)量很重要。有些焊接表面肉眼看似光滑平整，但實(shí)際上有微孔的缺陷存在，同時(shí)，可能存在沒(méi)有焊實(shí)，焊接搭口不合理等缺陷而影響焊縫的強(qiáng)度，在過(guò)程控制中，采用渦流探傷設(shè)備在線檢測(cè)焊接質(zhì)量，同時(shí)做焊接截面的金相分析來(lái)判斷焊接部位的狀態(tài)。

為了彎曲成各種形狀，電熱管要采用熱處理退火，將焊縫的馬氏體組織在1050℃高溫下進(jìn)行固溶處理轉(zhuǎn)變成奧氏體組織，在退火過(guò)程中要嚴(yán)格控制溫度及速度，同時(shí)要控制保護(hù)氣體的露點(diǎn)，防止在高溫退火時(shí)出現(xiàn)表面過(guò)度氧化而影響耐腐蝕性，消除加工應(yīng)力，避免應(yīng)力腐蝕的發(fā)生。電熱管后續(xù)進(jìn)行水壓和氣壓全數(shù)檢查，檢測(cè)電熱管管材在制造過(guò)程中可能產(chǎn)生的開(kāi)裂及微裂紋，并確保法蘭及焊接部位的氣密性。

 

電阻絲壽命測(cè)試

3.2電阻絲

電熱管內(nèi)起發(fā)熱作用的電阻絲，如果分布不均勻，會(huì)導(dǎo)致加熱管溫度分布不均勻。如果偏離，又會(huì)導(dǎo)致電熱管的電氣性能下降，甚至電氣擊穿。

因此，采用X 光透視設(shè)備，可以觀測(cè)到內(nèi)部電阻絲的分布以做出判斷。要保證電熱管的長(zhǎng)期使用性能，就有必要對(duì)生產(chǎn)的電熱管做定期的型式檢驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證其可靠性。除了常規(guī)的電性能測(cè)試及鹽霧測(cè)試外，還可以采用對(duì)電熱管做高溫高濕試驗(yàn)。特別是在壽命測(cè)試方面，會(huì)根據(jù)各地的水質(zhì)狀況，在試驗(yàn)用水中加入各種離子，來(lái)驗(yàn)證不同水質(zhì)狀況下的性能表現(xiàn)。

影響電熱管質(zhì)量的因素，除了上述幾點(diǎn)外還有很多因素。本文只是從檢測(cè)及控制方面做了簡(jiǎn)單的探討。要完成相關(guān)檢測(cè)，必須具備相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備及相關(guān)的檢測(cè)能力。但為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，一定的投入肯定會(huì)在質(zhì)量及客戶的信任度上得到回報(bào)。

節(jié)能減排已成為全人類(lèi)的共同愿望，電加熱相對(duì)于傳統(tǒng)的燃燒加熱具有污染小、熱效率高的優(yōu)勢(shì)，水箱采用電加熱有著巨大的現(xiàn)實(shí)意義，特別是對(duì)于我國(guó)這樣69%要依賴(lài)于燃煤的國(guó)家來(lái)說(shuō)，重要性更是不言而喻。在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，太陽(yáng)能光熱行業(yè)仍需水箱輔助加熱管提供可靠的第二熱源，因此，保障電加熱管的品質(zhì)是一項(xiàng)重要工作。

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