联盟论坛PPT│程大勇：高效内螺纹铜管现状及发展趋势
内螺纹铜管在房间空调器中的应用较为广泛，其生产成型工艺以及性能也影响着房间空调器的整体性能。
在首届制冷空调换热器技术论坛上，金龙集团铜加工部研发中心程大勇先生受联盟邀请，针对高效内螺纹铜管现状及发展趋势做了主题分享。他主要从铜管内螺纹成型工艺、内螺纹铜管性能特点以及其市场发展趋势做了分析和讲解。
内螺纹铜管的发展历史
一：铜管内螺纹成型工艺
1、焊接法
图：焊接法成形内螺纹管工艺
图：焊接螺纹管（92克）与旋压螺纹管能效对比
2、旋压法
图：旋压法成形内螺纹管工艺
二： 内螺纹铜管齿型及能效的发展
图：换热铜管的发展
内螺纹铜管的现状
一： 日资空调用内螺纹铜管特点——高能效（大螺旋角+优化的齿型）
代表企业有：大金、日立、三洋和富士通等。
图：J企业主要内螺纹规格（注：应企业要求，屏蔽了部分内容）
二：国内A，B企业内螺纹铜管特点
A所用管型在考虑成本的条件下壁厚过厚，加工性能好,能效较低。如表格。
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9.52 |
7 |
5 |
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A |
0.30mm/88克 |
0.25mm/54克 |
0.23mm/34克 |
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B |
0.27mm/80克 |
0.24mm/51克 |
0.21mm/34克 |
三：C、D企业等内螺纹铜管特点——经济型（薄壁及小米克重）
所用管型壁厚过薄，铜管加工性能较差，空调服役年限缩短。如下表。
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9.52 |
7 |
5 |
|
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C,D |
0.24mm/73克 |
0.22mm/47克 |
0.21mm/31克 |
图：薄壁铜管加工性能较差
内螺纹铜管的发展趋势及研究内容
一：内螺纹铜管高能效化
图：金龙集团7mm内螺纹管（注：应企业要求，屏蔽了部分内容）
图：制冷铜管的研制与开发流程
图：制冷铜及铜合金管的研发
注：D：外径， d：内径， TW：底壁厚， Hf：齿高， TWT：总壁厚
W：槽底宽n：螺纹数α：齿顶角，β：螺旋角
二：内螺纹铜管的细径化
1、铜管细径化能大幅度减少铜管、制冷剂、铝箔和其它框架材料用量；
2、铜管细径化能有效地缩小空调体积、降低空调重量，易于安装维护；
3、使用细径化铜管是空调科技含量的体现.
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规格(mm) |
平均米克重(g) |
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Φ 9.52 |
87 |
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Φ 7.94 |
65 |
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Φ7 |
55 |
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Φ5 |
35 |
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Φ4 |
26 |
表格：各规格铜管米克重
图：金龙4mm内螺纹管量产
铜管细径化可以增加两器耐压强度，提高空调工作可靠性，同时为新冷媒推广做好铺垫。
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制冷剂 |
工作压力(MPa) |
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R22/R290 |
2~3 |
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R407C |
2.2~3.4 |
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R410A |
3~5 |
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CO2 |
9~12 |
图表：不同制冷剂的工作压力
使用细径化铜管为新冷媒推广做好铺垫
GB/T18033 铜管最大工作压力为：
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规格(mm) |
平均等效壁厚(mm) |
Pb (MPa) |
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Φ 9.52 |
0.345 |
3.08 |
|
Φ 7.94 |
0.305 |
3.24 |
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Φ7 |
0.29 |
3.53 |
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Φ5 |
0.269 |
4.63 |
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Φ4 |
0.254 |
5.51 |
图表：铜管工作压力
铜管细径化可以减少铜管扩口裂和弯管起皱提高两器成品率
扩口：极限扩口率
弯管：
外侧最小壁厚tmin=t(1-(1-t/D)/(2R/D）)
内侧最大壁厚tmax=t(1+(1-t/D)/(2R/D）)
结论：
t/D越大极限扩口率越大，越不容易扩裂
t/D越大外侧越不容易弯裂
t/D越大内侧越不容易起皱
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规格(mm) |
等效壁厚(mm) |
t/D |
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Φ9.52 |
0.345 |
0.036 |
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Φ7.94 |
0.305 |
0.038 |
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Φ7 |
0.29 |
0.041 |
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Φ5 |
0.269 |
0.054 |
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Φ4 |
0.254 |
0.064 |
图：各规格平均相对壁厚
三：高纯内螺纹铜管——将铜管的腐蚀泄露降低90%！！！
1、试验标准
ASTM一G85改良后盐雾实验的标准操作规程1。
QB/T 3827一1999 乙酸盐雾试验(ASS)法。
2、实验设备
美国翁开尔Q-FOG盐雾腐蚀试验仪CCT-SSP型。
图：金龙Q-FOG盐雾试验箱
3、样品及试验周期
TP2铜管15根，TU1铜管16根，规格相同（7.5*0.31mm，长度250mm）；
3月4日10:35同时放入- 3月12日14:35同时取出（196小时）。
TP2和TU1的酸性盐雾腐蚀对比
1、实验结果
实验结果：TP2 与TU1 穿孔数据
图：去除腐蚀产物后TP2铜管与TU1铜管
2、结论：经酸性盐雾腐蚀196小时后，
TP2材质的铜管穿孔个数合计46个，每米穿孔个数为12.3个，穿孔率为100%，
TU1材质的铜管穿孔个数合计4个，每米穿孔个数为1个，穿孔率为18.75% 。
四：内螺纹铜管的微合金化
性能提高给管材带来的优势。
1、在耐压不变的前提下，减薄壁厚降低铜管单重，节材10%；
2、管型不变，抗拉强度提高，增加了耐压能力，适应新型高压冷媒；
3、晶粒细化在辅助强度提高的同时，避免焊后晶粒增长过大，减小了从焊接加热处泄露几率。
五：大散盘铜管，盘重增加，减少卡管，节约包装。
图：大散盘铜管
六：内螺纹铜管质量稳定性的研究
研究引起铜管泄露的线性开裂和针孔夹杂成因和解决方案。
旋转式探伤仪是检测铜管线性缺陷必不可少的检测设备！
图：旋转涡流探伤仪