Изготовление трубчатых электронагревателей (ТЭНов): Обзор процесса

Эта статья охватывает подробное изложение процесса создания трубчатого электронагревателя, включая все фазы его производства, проверки качества, а также используемое в этом процессе оборудование.

Изготовление трубчатых электронагревателей представляет собой сложную и многоступенчатую процедуру, которая выполняется в строгом соответствии с нормами ГОСТ 13268-88 и требованиями техники безопасности. Этот процесс включает в себя несколько ключевых этапов: изготовление отдельных элементов, их сборку, формирование изгибов, процедуру отжига, а также тестирование и проверку готовой продукции. Для лучшего понимания производственного процесса, начнем с обзора конструкции электронагревателя.

Составные элементы трубчатого электронагревателя


Конструкция ТЭНа от компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Стержневые контакты (1), Контактные гайки и шайбы (2), Изолятор (3), Металлическая трубка (4), Нагревательная спираль (5), Наполнитель (6)

Иллюстрация демонстрирует составные части и материалы, используемые в производстве ТЭНов.

Центральным элементом ТЭНа является нагревательная спираль (5), сделанная из высокотемпературного материала с высоким удельным сопротивлением, такого как нихром Х20Н80, которая соединена с контактами (1) на концах. Эта спираль размещается внутри коррозионно-устойчивой металлической трубки (4), обычно изготовленной из стали, и герметизируется. Внутреннее пространство трубки заполняется изоляционным наполнителем (6).

Типичным наполнителем в ТЭНах служит периклаз, состоящий из смеси оксида магния и графита. Материал трубки выбирается в зависимости от условий эксплуатации: при температурах до 250°С в воздушной, водной и нейтральных средах обычно используется конструкционная сталь Ст10 или латунь с покрытием, а при температурах до 450°С и в агрессивных средах — нержавеющая сталь 12Х18Н10Е.

Изоляторы (3) обеспечивают диэлектрическую изоляцию между трубкой и стержнями. Для подсоединения нагревателя к источнику питания используются контактные гайки и шайбы.


Изготовление ТЭНа от компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Методика и последовательность создания электрических ТЭНов

Процедура изготовления электрических трубчатых электронагревателей разделена на ряд последовательных шагов. Ниже представлено детальное описание каждой стадии этого процесса:

  1. Подготовка заготовок труб для ТЭНов:
    Начальный этап включает в себя нарезку труб на отдельные сегменты, соответствующие длине будущих ТЭНов. Этот процесс обычно выполняется с использованием специализированного труборезного станка и дискового ножа. После нарезки, полученные заготовки укладываются в пакеты для дальнейшей обработки.

  2. Очистка заготовок через процесс отжига:
    Для удаления остатков масла с поверхности трубчатых заготовок применяется метод отжига. Эта процедура проводится в муфельной печи при температуре около 400 градусов Цельсия, используя камерную электропечь.

  3. Зенковка и выравнивание труб, обезжиривание ацетоном:
    Следующий этап включает в себя зенковку и выравнивание труб с помощью зенковочного станка или ручного зенкера. После этого трубки обрабатываются ацетоном для удаления жировых отложений. Это делается с использованием металлического шомпола для обеспечения тщательной очистки.

  4. Обработка проволоки для создания стержневых контактов:
    Этот шаг включает в себя рубку проволоки до нужных размеров для формирования стержневых контактов. Этот процесс обычно выполняется с использованием автомата СРС-2 или комбинации рубочного ножа и вращающегося стола.

  5. Формирование резьбы на стержнях:
    Для нанесения резьбы на стержни используются калибровочные кольца и резьбонакатная плашка на специальном станке, что позволяет точно и равномерно обзавестись резьбой на стержнях.

  6. Навивка нагревательных спиралей:
    Используется специализированный станок для навивки спиралей, что обеспечивает высокую точность и скорость производства. Этот процесс критически важен для точности и эффективности будущих ТЭНов.

  7. Очистка спиралей и контактов:
    Спирали и контакты подвергаются тщательной промывке в обезжиривающем растворе, после чего проходят этап сушки. Металлическая ванна, заполненная обезжиривателем, поддерживается в оптимальном состоянии, путем регулярного долива раствора для компенсации его испарения.

  8. Приваривание спиралей к стержням:
    На этом этапе нагревательные спирали соединяются с контактными стержнями через точечную сварку. Этот процесс выполняется с использованием контактной электросварочной машины, что гарантирует прочное и надежное соединение.

  9. Обработка наполнителя: Сушка, просеивание и магнитная сепарация:
    Наполнитель для ТЭНов подвергается сушке в муфельной печи при температуре 600 градусов Цельсия, затем он просеивается через специальное сито, чтобы обеспечить его однородность и качество.

  10. Сборка ТЭНов и набивка наполнителя:
    Сборка трубчатых электронагревателей осуществляется на специализированном набивочном стенде, где наполнитель под давлением уплотняется для создания монолитной структуры. Этот процесс включает заполнение ТЭНов смесью периклаза и кварцевого песка и является одним из наиболее времязатратных этапов.

  11. Прокатка и обжим собранной трубки, обрезка торцов:
    Обрезка торцов трубчатого электронагревателя требует высокой точности и скорости, и она проводится только квалифицированными специалистами. Этот процесс включает прокатку и обжим собранной трубки для достижения требуемых параметров.

  12. Дополнительный обжиг для увеличения гибкости:
    Финальный этап включает дополнительный обжиг собранного ТЭНа при более низкой температуре, что способствует улучшению его гибкости и снижает воздействие на окружающую среду.

  13. Нанесение Маркировки:
    На поверхности оболочки ТЭНов наносятся условные обозначения, включающие важную информацию о продукте в соответствии с ГОСТом. Для этого используются методы ударной, лазерной или электрохимической маркировки.

  14. Обработка Резьбы и Очистка Стержней:
    Следующий этап включает обкатку резьбы и зачистку стержней, что осуществляется с использованием пресса и специальных станков. Стержни очищаются с помощью специализированных ножей.

  15. Удаление излишков наполнителя:
    На этом этапе излишки наполнителя удаляются по торцам ТЭНов на длину изоляторов с использованием специального инструмента, известного как шарошка. Точность работы контролируется с помощью штангенциркуля.

  16. Гибка ТЭНов по чертежу:
    Электронагреватели гнутся либо на специализированном станке, либо вручную на верстаке с приспособлением для ручной гибки.

  17. Обработка и очистка торцов:
    Торцы трубчатых электронагревателей обрабатываются и зачищаются с помощью специального ножа для обеспечения гладкой и чистой поверхности.

  18. Вставка изоляторов и герметизация:
    На этом этапе производится тщательная вставка изоляторов и герметизация соединений. После этого проводится измерение сопротивления изоляции для обеспечения качества.

  19. Навинчивание гаек и шайб на контакты:
    Гайки и шайбы навинчиваются на контакты с помощью гаечной головки для обеспечения надежного соединения.

  20. Приемо-сдаточные испытания, упаковка и передача на склад:
    На заключительном этапе каждый ТЭН проходит строгие приемо-сдаточные испытания, после чего аккуратно упаковывается для минимизации риска повреждения во время транспортировки, и передается на склад.


Процесс формования ТЭНа от компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Поэтапный контроль качества в процессе изготовления трубчатых электронагревателей

Чтобы обеспечить высокое качество готовых трубчатых электронагревателей, на протяжении всего процесса производства проводятся следующие промежуточные проверки и испытания:

  • Измерение сопротивления нагревательной спирали: Это измерение проводится после завершения этапа, описанного в пункте 6.
  • Испытание изоляции на повышенное напряжение: Используется пробойная установка, и это испытание проводится на этапах 10, 12 и 16.
  • Проверка качества резьбы: Качественный контроль резьбы осуществляется на этапе 14.
  • Измерение сопротивления изоляции: Это измерение выполняется на этапе 18.
  • Контроль размеров нагревателей: Размеры проверяются на этапах 11, 16 и 20.
  • Проверка сопротивления ТЭНа: Этот контроль проводится на финальном этапе 20.

Эти меры контроля помогают обеспечить соответствие готовых изделий установленным стандартам и требованиям.

Маркировка трубчатого электронагревателя

Маркировка, наносимая на поверхность оболочки трубчатых электронагревателей, может быть выполнена электрохимическим, лазерным или ударным методом. В ней указываются такие данные, как дата выпуска, страна-производитель и номинальные характеристики изделия. Точное местоположение маркировки на продукте определяется в соответствии с рабочим чертежом.

Пример обозначения на маркировке ТЭНа:

Расшифровка маркировки ТЭН от компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Меры безопасности в процессе изготовления трубчатых электронагревателей

Производственный процесс трубчатых электронагревателей, как и любого другого индустриального изделия, связан с использованием различных видов технического оборудования, которые могут представлять потенциальные риски для травматизма. Среди такого оборудования можно выделить труборезные, зенковочные, резьбонакатные, навивочные, рубочные и пескоструйные машины, токарные и подрезные станки, прессовое и обжимное оборудование, а также высоковольтное оборудование вроде пробойных установок и мегомметров, термическое, сварочное оборудование и промывочные ванны.

Для обеспечения безопасности в процессе работы с этим оборудованием, необходимо строго соблюдать следующие меры безопасности:

  • Аттестация рабочих мест: Все рабочие места должны быть аттестованы на соответствие стандартам безопасности.
  • Периодическое обучение персонала: Рабочие должны регулярно проходить обучение по безопасным методам труда, а также медицинское освидетельствование.
  • Проверка знаний по технике безопасности: На предприятии должны проводиться регулярные аттестации с проверкой знаний техники безопасности среди сотрудников.
  • Знание правил оказания первой помощи: Все сотрудники должны быть обучены правилам оказания первой помощи при несчастных случаях и иметь навыки для их применения.

Эти меры безопасности помогают минимизировать риски на производстве и обеспечивают защиту здоровья и жизни работников.


Условия складского хранения трубчатых электронагревателей

Для обеспечения оптимальных условий хранения трубчатых электронагревателей, склад, на котором они размещаются, должен соответствовать требованиям ГОСТ 15159-69 для легких (Л) условий хранения. Ключевые параметры для обеспечения подходящих условий включают:

  • Защита от атмосферных осадков: Склад должен быть отапливаемым и обеспечивать защиту продукции от воздействия атмосферных осадков.
  • Температурный режим хранения: Температура на складе должна поддерживаться в пределах от 5 до 40°С для предотвращения повреждения продукции.
  • Относительная влажность: Не должна превышать 80% при температуре 25°С, чтобы исключить риск коррозии и других видов повреждений.

Чтобы обеспечить антикоррозийную защиту, трубчатые электронагреватели заворачиваются в парафинированную бумагу и помещаются в чехлы из полиэтиленовой пленки. Хранение изделий может осуществляться как в транспортной таре, так и без дополнительной упаковки. В этом случае используется вариант внутренней упаковки по ГОСТ 9.014, обозначенный как ВУ-0.

Заключение

Процесс производства трубчатых электронагревателей представляет собой технически сложную последовательность действий, каждый шаг которой подвергается строгому контролю. Производственная компания «Термоэлемент» придерживается высоких стандартов качества и безопасности на всех этапах изготовления ТЭНов. Это обеспечивает не только эффективность производственного процесса, но и гарантирует высокое качество конечной продукции, соответствующей всем установленным стандартам и требованиям.


Возврат к списку


Задать вопрос