الأميرالية النحاس C44300 والمزاج O61
C44300 هي السبيكة المعروفة باسم النحاس الأميرالي، والتي توصف أيضًا بأنها معدن الأميرالية المثبط. وهي عبارة عن سبيكة من النحاس- والزنك مع إضافات متعمدة من القصدير والزرنيخ، وكانت مادة الأنبوب القياسية لمكثفات سطح البخار والمبادلات الحرارية -و-الأنبوبية لمدة قرن من الزمان لأنها تجمع بين التوصيل الحراري الجيد والمقاومة المفيدة لمياه التبريد العذبة والمالحة. إن Temper O61 هي الحالة الملدنة التي يتم فيها توفير هذه الأنابيب عادةً: فهي ناعمة بدرجة كافية ليتم لفها في صفائح الأنابيب وثنيها في انحناءات U-، وهي الحالة المزاجية التي يتم طلبها غالبًا لخدمة نقل الحرارة.
تم تحديد الأنبوب غير الملحوم في C44300 بموجب ASTM B111 ونظيره ASME ASME SB111، والذي يغطي أنابيب المكثف غير الملحومة المصنوعة من النحاس وسبائك النحاس - ومخزون الطويق. إصدار ASME هو الإصدار الذي يتم الرجوع إليه عادةً لمعدات الضغط، وهو مكافئ تقنيًا لمواصفات ASTM.
الكيمياء والمتطلبات القياسية
نطاقات التركيب أدناه هي تلك المحددة لـ C44300 في نظام سبائك النحاس. يعد القصدير والزرنيخ من الإضافات البسيطة المهمة: حيث يعمل القصدير على تحسين مقاومة مياه البحر المتحركة، بينما يضاف الزرنيخ كمثبط يمنع إزالة الزنك في المياه التي تحتوي على الكلوريدات.
| عنصر | النطاق لـ C44300 | وظيفة |
|---|---|---|
| نحاس | 70.0 - 73.0 % | المعدن الأساسي، الموصلية الحرارية |
| القصدير | 0.9 - 1.2 % | يحسن مقاومة مياه البحر المتدفقة |
| الزرنيخ | 0.02 - 0.06 % | مثبط ضد إزالة الزنك |
| يقود | 0.07% كحد أقصى | العنصر المتبقي، يبقى منخفضًا لضمان جودة الأنبوب |
| حديد | 0.06% كحد أقصى | العنصر المتبقي |
| الزنك | الباقي | عنصر صناعة السبائك الرئيسي |
ميكانيكيًا، تحدد ASTM B111 وASME SB111 الحد الأدنى من قوة الشد والحد الأدنى من قوة الخضوع والحد الأدنى من الاستطالة لكل مجموعة من السبائك والمزاج، ويتم أخذ القيم المطبقة لـ C44300 في المزاج O61 من تلك الجداول بدلاً من بيانات الكتيب العامة. من الناحية العملية، يتم توفير حالة التلدين حيث يجب توسيع الأنبوب أو دحرجته أو ثنيه، وسيتم تحديد مزاج أكثر صلابة فقط عندما يتطلب التصميم قوة أعلى وتسمح عملية التشكيل بذلك.
لماذا يتم استخدام أنابيب C44300 في المكثفات والمبادلات الحرارية
تعتبر الموصلية الحرارية للسبائك القائمة على النحاس- عالية مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ، لذا يحتاج المكثف المصنوع من أنبوب النحاس الأميرالي إلى مساحة سطح أقل أو يمكن أن يعمل بدرجة حرارة أقل. يتحمل C44300 أيضًا مياه التبريد قليلة الملوحة والعذبة، كما أنه يقاوم هجوم الاصطدام الذي يزيل المعدن حيث يضرب الماء النفاث لأول مرة مدخل الأنبوب لصندوق مياه سيئ التصميم.
المكثفات السطحية للبخار في محطات الطاقة والمعالجة باستخدام مياه التبريد العذبة أو قليلة الملوحة.
مبادلات حرارية ذات غلاف-و-أنبوبية لمبردات الزيت وأنظمة التشحيم والمبردات الداخلية للضاغط.
المبخرات والمكثفات في محطات التبريد وتكييف الهواء.
سخانات مياه التغذية والتقطير والمبادلات البحرية المساعدة.
حزم نقل الحرارة حيث تعمل صفائح الأنابيب والحواجز على جعل سبيكة النحاس هي الاقتران العملي.
التصنيع والتركيب والدعم
يتم توسيع الأنبوب النحاسي الأميرالي إلى صفيحة الأنبوب عن طريق تمديد الأسطوانة، ويجب التحكم في التمدد بحيث لا يكون الجدار -مخففًا عند المفصل، حيث أن هذا هو المكان الذي تبدأ فيه معظم التسريبات. يتم دعم الأنابيب بواسطة حواجز على فترات يحددها تصميم المبادل، والمسافات مهمة لأن الامتدادات غير المدعومة تهتز ويمكن أن تخترق الجدار. عندما تتشكل انحناءات U-، يجب أن يكون نصف قطر الانحناء كبيرًا ويجب تخفيف الضغط على منطقة الانحناء إذا كان التصميم يتطلب ذلك. يمكن أن تكون أنابيب سبائك النحاس ملحومة أو ملحومة، ولكن عادةً ما تقتصر الوصلات الملحومة في حزمة المكثف على وصلة الأنبوب -إلى-الأنبوب-حيث يستدعي التصميم ذلك، ويجب أن يتبع الوصلة الملحومة أو الملحومة تنظيف لإزالة التدفق.
المزالق: إزالة الزنك والأمونيا وسرعة التدفق
إزالة الزنك، حيث تتم إزالة الزنك بشكل انتقائي ويصبح الأنبوب مساميًا وضعيفًا. تعد إضافة الزرنيخ في C44300 بمثابة الدفاع القياسي، ولكنها ليست حماية غير محدودة في المياه العدوانية.
تتسبب الأمونيا ومركبات الأمونيوم الموجودة في جانب البخار في حدوث تشقق بسبب التآكل الإجهادي في الأنابيب النحاسية، ولهذا السبب يتم التحكم في ظروف جانب البخار-والأمونيا المتبقية في أنظمة المكثفات.
تتسبب سرعة مياه التبريد المفرطة والمواد الصلبة العالقة في اصطدام وتآكل نهاية المدخل-، ويجب أن يقوم تصميم صندوق الماء بتوزيع التدفق بالتساوي على أطراف الأنبوب.
يجب معرفة مستويات الكلوريد والأكسجين في مياه التبريد قبل اختيار السبيكة؛ تعتبر كيمياء المياه التي تقع خارج النطاق المثبت للسبيكة سببًا للنظر في درجة النحاس-والنيكل بدلاً من ذلك.
تسمح المياه الراكدة المتبقية في الحزمة أثناء إيقاف التشغيل بوجود رواسب وتآكل تحت الرواسب، لذا فإن ممارسة التصريف والتنظيف لها أهمية بقدر أهمية اختيار السبائك.
التعليمات
س: ما هو استخدام النحاس الأميرالي C44300؟
يتم استخدام C44300 بشكل رئيسي في أنابيب المكثف والمبادل الحراري غير الملحومة، وكذلك في مخزون الطويق ومكونات نقل الحرارة المماثلة في خدمة المياه العذبة والمالحة.
س: ماذا يعني المزاج O61؟
O61 هي الحالة الملدنة، وهي أنعم درجة حرارة قياسية في مواصفات الأنبوب غير الملحوم، ويتم توفيرها بحيث يمكن لف الأنبوب إلى صفائح أنبوبية وثنيه دون تشقق.
س: ما هي المواصفات التي تغطي الأنبوب غير الملحوم C44300؟
يغطي ASTM B111 وASME المكافئ ASME SB111 أنابيب مكثف غير ملحومة من النحاس وسبائك النحاس ومخزون الطويق، بما في ذلك C44300 في درجات الحرارة القياسية.
س: لماذا يضاف الزرنيخ إلى C44300؟
يعمل الزرنيخ بنسبة 0.02 إلى 0.06 بالمائة كمثبط يقلل بشكل ملحوظ من إزالة الزنك في الكلوريد -المحمل لمياه التبريد.
س: هل يمكن لحام أنبوب النحاس الأميرالية؟
يمكن لحام السبيكة بالنحاس ولحامها ولحامها بعمليات شائعة، ولكن في المكثفات يتم توسيعها عادةً إلى صفيحة الأنبوب، ويجب تنظيف أي وصلة ملحومة أو ملحومة بالنحاس بعد ذلك لإزالة التدفق.
س: متى يجب اختيار سبيكة مختلفة بدلاً من C44300؟
عندما تكون مياه التبريد شديدة الملوحة أو مياه البحر، أو ملوثة بالأمونيا أو الكبريتيدات، أو تحمل مواد صلبة معلقة ثقيلة، فإن درجة النحاس- والنيكل أو درجة النحاس والألومنيوم هي الخيار الأفضل عادةً.
