胡春晖，杨国富

(江西铜业加工事业部，江西南昌 330096)

退火铜管的常见问题及解决方法

胡春晖，杨国富

(江西铜业加工事业部，江西南昌 330096)

TP2铜管现主要用于制冷行业空调的两器(冷凝器和蒸发器)。文中详细阐述了退火铜管生产过程中出现氧化及状态不均的问题，从工艺技术、设备及质量控制等方面对其进行了分析，提出了退火铜管生产质量控制的关键及有效解决措施。

TP2铜管;再结晶退火;芯层氧化;内黑;状态不均;分析;改进

1 引言

TP2铜管具有良好的抗腐蚀性和导热性，被广泛地应用于空调和冰箱用制冷管、蒸发器和热交换器用管等［1－2］。TP2铜管在生产过程中经历了轧制和多道次的拉拔工序，每道工序都会使铜管发生一定量的塑性变形，使得铜管的强度和硬度提高，而塑性和韧性低，不利于铜管的后续加工。此外，塑性变形还会使得铜管内部的残余应力升高，储存能增加，处于不稳定状态，较大的残余应力会使铜管变形或开裂，耐蚀性降低［3］。为此，生产中采用了再结晶退火工艺，以提高铜管塑性和降低硬度，同时消除内应力，细化晶粒，为后续工序提供良好工艺性能的坯料。

目前国内主要生产线大多采用辊底式光亮铜管退火炉进行退火［4－5］，其工艺流程如图1。该炉密封性能较好，采用氮－氢混合保护气体，并装有IPSY铜管内表面吹扫系统，从而保证铜管内、外表面的光亮、洁净。但各铜管生产企业在铜管成品退火过程中经常会出现以下问题:(1)内黑(内壁氧化);(2)芯层氧化(外表面氧化);(3)状态不均(收缩率不均)。

图1 退火工艺流程图

客户现场使用表明:内黑会造成铜管在使用时出现胀管失稳、胀管后纵向收缩率不一致［6］(即两器扩口后一部分出现喇叭口，一部分扩不起喇叭口的现象);而焊接不良则是内黑、芯层氧化的综合表现，因此解决铜管内黑及芯层氧化问题成为退火控制的重点。

为了避免退火后的铜管在客户处出现内黑及芯层氧化的问题，我们从退火的原理及工艺方面进行分析。

2 内黑产生的原因及其解决措施

内黑(内壁氧化)产生的原因:退火炉吹扫连接管漏气、退火炉料架漏气、铜管清洗不干净、料架定位不准确、退火炉炉压偏低、氮气不纯及包装间温湿度超标等。下面逐一分析:

(1)漏气导致的内黑。

因退火料架方管、吹气快速接头及连接铜管漏气等，均无法确保吹扫用气压力造成内黑。

针对上述分析采取以下解决措施:

对料架管路及受力支点、快速接头等进行改造。见图2、图3、图4。

图2 料架管路改造

通过分离改造，避开磨损部位，彻底解决料架开裂漏气问题，同时减少了维修工作量。

图3 料架受力支点改造

通过后支撑臂改造，彻底解决前吹扫杆密封面泄漏问题。同时后支撑臂维修量几乎降为零。

图4 吹扫接头改造

通过将快速接头改为锥面密封连接，解决了铜管在加热过程中与接头脱落的问题。

(2)料架定位不准确导致内黑。

因料架在加热室无法准确定位，导致退火炉的吹扫装置不能将铜管加热气化后的内膜油及时吹出管外，最后铜管进入冷却区后气化后的内膜油又冷却附在铜管内壁造成内黑。

针对上述分析采取以下解决措施:

①请设备人员在加热室第一吹扫站原料架检测光栅边再增加一对光栅，提供报警信号，用于检测料架是否越位。

②定期检修调整传动链条对光栅进行重新精确定位。

③对所有料架检测位置进行定位尺寸复核，确保光栅定位后，吹气气缸与料架吹气杆准确对接。

(3)铜管清洗不干净、氮气不纯、包装间温湿度超标等造成的内黑。

因铜管清洗不干净导致铜管内腔油污残留较多造成内黑;退火炉内使用的保护性气体(氮气)含水造成铜管内壁氧化;包装间温湿度超标导致负压造成内壁氧化。

针对上述分析采取以下解决措施:

①按此工艺进行清洗(先注入200ml清洗剂，塞进5个沾有清洗剂的海绵球，预吹一分钟，接着注入100ml清洗剂，再塞进7～10个海棉球，用氮气将海棉球全部吹出。确保最后吹出的海棉球芯部70%以上呈白色)。

②严格控制包装间的温湿度(温度≤20℃，湿度≤50%)。

③定期检测氮气纯度，并对所有铜管进行充氮保压(2kg左右)处理。

3 芯层氧化产生的原因及其解决措施

产生的原因:铜管出炉温度高、包装材料湿度超标、装炉量过多造成冷却不彻底、包装破损密封不彻底、包装间温湿度超标及铜管表面污染等原因。

针对上述分析采取以下解决措施:

(1)出炉温度高、装炉量过多造成冷却不彻底的情况主要是退火炉冷却系统存在冷却效率不够造成。通过采取调整退火炉装炉量和改造退火炉冷却水管路系统(在夏季外界温度居高不下的情况，及时用冷冻水进行冷却)，经过多天的实验数据显示，确保出炉温度≤40℃。

(2)包装材料湿度超的问题通过使用干燥的包装材料(水分≤7%)即可实现。

(3)提高铜管包装的密封性，严格控制包装间的温湿度。

(4)加强来料的检查，防止有油污的铜管直接退火。

4 状态不均(收缩率不一致)

退火炉的退火温度、退火时间、冷却水流量、氮气吹扫压力、退火炉内温度的空间分布不均都会对铜管状态产生影响。

针对上述分析采取以下解决措施:

(1)根据上面可能出现的问题，我们通过工艺试验，针对不同的客户不同的规格甚至铜管不同化学成分均采用不同的退火工艺。如表1。

表1 不同的客户采用不同的退火工艺

(2)定期检测退火炉内加热炉丝的电阻。

(3)定期检查退火炉内循环风机是否完好。

5 结论

作为目前空调行业应用量最大的铜管，在生产过程中退火铜管出现芯层氧化、内黑及状态不均的问题，通过以上解决措施，可以避免生产中该类问题的发生。但这些问题也是多方面原因造成的，只有不断完善生产工艺，提高员工质量意识。对每一个质量控制点进行检查，才能真正避免问题的发生，尽可能减少生产过程中的各种质量损失，提高企业的竞争力。

［1］田荣璋，王祝堂.铜合金及其加工手册［M］.长沙:中南大学出版社，2002.

［2］申卫华.铜及铜合金管材拉拔工艺的计算机模拟［D］.沈阳:中国科学院金属研究所，2005.

［3］潘进兵，张士宏，张立文，张海渠，刘劲松.TP2铜管再结晶退火试验［J］.金属热处理，2007，32(4)74－76:115－118.

［4］余金波.铜管光亮热处理炉的工艺设备及控制系统［J］.冶金自动化增刊，2007，S2:115－118.

［5］李耀群，易茵菲.现代铜盘管生产技术［M］.北京:冶金工业出版社，2005.

［6］向功平.蒸发器和冷凝器用铜管质量缺陷的解决对策［J］.矿业研究与开发，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

胡春晖(1973－)，男，江西进贤人，主要从事铜管和漆包线工艺技术等方面研究工作。E－mail:hchjxcc@sina.com