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水箱在很大程度上決定著太陽能熱水器的能效等級，電加熱器作為水箱中重要的輔助制熱部件，在太陽能熱水系統(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。在太陽能熱水工程的市場上，電加熱管的質(zhì)量問題又會帶來哪些影響，結(jié)合筆者所在公司在電熱管行業(yè)26年的制造經(jīng)驗，從進料控制、制造控制及產(chǎn)品型式試驗三個方面，分享一下電熱管品質(zhì)控制的經(jīng)驗。

1腐蝕給電加熱管造成的困擾

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

腐蝕還會導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產(chǎn)損失。電熱管作為一個傳統(tǒng)產(chǎn)品，品質(zhì)關(guān)鍵不在于產(chǎn)品設(shè)計，而在于重點保證電熱管的質(zhì)量，嚴格把控材料的選擇與工藝過程控制才是關(guān)鍵。

2電加熱管的選材

制造電熱管的材料，目前廠家都會選擇在市場上能夠買到的標準牌號材料，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，氧化鎂粉為例作簡要說明。

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度并保持每批材料的一致性。不合適的抗拉強度，會導致電熱管彎曲成型過程中產(chǎn)生微裂紋，在使用一段時間后或腐蝕或開裂導致失效。對材料而言，不同硬度的材料會導致縮管時延伸不一致，電加熱管長度產(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，溫度沒有干燒管那么高，對氧化鎂粉沒有苛刻的要求，但為保證電熱管的長期使用壽命，還是要把控一些基本要點。例如，對于進料把握而言，要分析每批材料的化學成分，保證鎂的含量達到96%以上，嚴格把控成分中的硼、硫等有害元素，因為硼的耐溫性很低，通電使用過程中會降低氧化鎂的耐溫性能，嚴重時會導致漏電，而硫具有腐蝕性，對電阻絲產(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)廠家不妨對每批氧化鎂粉抽樣制作成標準測試電熱管，并進行100 小時的高溫干燒測試，以測試前后的性能變化率來判斷氧化鎂粉的質(zhì)量。

機器人焊接加熱管

3電加熱管的過程把控

3.1焊管

電加熱管的過程把控關(guān)鍵點在于焊管，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，但實際上有微孔的缺陷存在，同時，可能存在沒有焊實，焊接搭口不合理等缺陷而影響焊縫的強度，在過程控制中，采用渦流探傷設(shè)備在線檢測焊接質(zhì)量，同時做焊接截面的金相分析來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℃高溫下進行固溶處理轉(zhuǎn)變成奧氏體組織，在退火過程中要嚴格控制溫度及速度，同時要控制保護氣體的露點，防止在高溫退火時出現(xiàn)表面過度氧化而影響耐腐蝕性，消除加工應力，避免應力腐蝕的發(fā)生。電熱管后續(xù)進行水壓和氣壓全數(shù)檢查，檢測電熱管管材在制造過程中可能產(chǎn)生的開裂及微裂紋，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，會導致加熱管溫度分布不均勻。如果偏離，又會導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，可以觀測到內(nèi)部電阻絲的分布以做出判斷。要保證電熱管的長期使用性能，就有必要對生產(chǎn)的電熱管做定期的型式檢驗，來驗證其可靠性。除了常規(guī)的電性能測試及鹽霧測試外，還可以采用對電熱管做高溫高濕試驗。特別是在壽命測試方面，會根據(jù)各地的水質(zhì)狀況，在試驗用水中加入各種離子，來驗證不同水質(zhì)狀況下的性能表現(xiàn)。

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

節(jié)能減排已成為全人類的共同愿望，電加熱相對于傳統(tǒng)的燃燒加熱具有污染小、熱效率高的優(yōu)勢，水箱采用電加熱有著巨大的現(xiàn)實意義，特別是對于我國這樣69%要依賴于燃煤的國家來說，重要性更是不言而喻。在未來的發(fā)展過程中，太陽能光熱行業(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)是一項重要工作。

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