نظرة عامة على المواد
C44300 عبارة عن نحاس أميرالي، وسبائك الزنك-النحاس ألفا أحادي الطور- المعدلة بالقصدير ويتم تثبيتها بالزرنيخ. لقد كانت مادة مبادل حراري قياسية لأكثر من قرن لأنها تجمع بين القوة الجيدة والتوصيل الحراري الممتاز والمقاومة التي يمكن الاعتماد عليها لمياه البحر النظيفة بتكلفة معتدلة. في ASME SB111 وASTM B111، يتم توفير السبيكة كأنبوب غير ملحوم للمكثفات والمبردات والخدمات المماثلة، ويتم توحيد المادة نفسها مثل CuZn28Sn1 في الممارسة الأوروبية، وC4430 في JIS H3300، وCZ111 في النظام البريطاني الأقدم وHSn70-1 في GB/T 8890. EN 12451 هو المعيار الأوروبي المقابل للسلاسة. أنبوب مبادل حراري من سبائك النحاس.
إن إضافة القصدير هي ما يميز النحاس الأميرالي عن النحاس العادي من النوع 70/30-: يعمل القصدير على تقوية طبقة السطح الواقية وتحسين الأداء في مياه البحر المتدفقة، بينما تعمل إضافة الزرنيخ على منع فقدان الزنك الذي قد يتسبب بخلاف ذلك في فشل نوع القابس.
التركيب الكيميائي
| عنصر | المتطلبات (الكتلة٪) | غاية |
|---|---|---|
| النحاس (النحاس) | 70.0 - 73.0 | المعدن الأساسي |
| الزنك (الزنك) | الباقي | عنصر صناعة السبائك الرئيسي |
| القصدير (القصدير) | 0.9 - 1.2 | يحسن مقاومة التآكل، وخاصة في مياه البحر |
| الزرنيخ (ع) | 0.02 - 0.06 | يمنع إزالة الزنك |
| الرصاص (الرصاص) | 0.07 كحد أقصى | الحد المتبقي |
| الحديد (الحديد) | 0.06 كحد أقصى | الحد المتبقي |
| أخرى، المجموع | 0.10 كحد أقصى نموذجي للصف | يتم التحكم فيها لحماية الليونة والموصلية |
كل من النوافذ المصنوعة من الصفيح والزرنيخ ضيقة. الأنبوب الذي يحتوي على قصدير عند الحافة السفلية للنطاق والزرنيخ تحت الحد الأدنى سوف يجتاز فحصًا كيميائيًا ولكنه لن يتصرف مثل النحاس الأميرالي في مياه البحر، ولهذا السبب تتم قراءة تحليل الحرارة مع نتيجة اختبار إزالة الزنك.
سلوك التآكل وحدود الخدمة
يقاوم النحاس الأميرالي التآكل العام في مياه البحر النظيفة والمياه العذبة، وهو المادة الكلاسيكية لمكثفات محطات الطاقة المبردة بمياه النهر أو البحر.
تعد مقاومة إزالة الزنك أمرًا ضروريًا لأن السبيكة تحتوي على حوالي 30٪ من الزنك. يتطلب ASME SB111 إضافة الزرنيخ ويدعم تقييم الأداء من خلال اختبار الغمر ISO 6509، الذي يوضح الحد الأقصى لعمق إزالة الزنك في عينة من الأنبوب النهائي.
تقاوم السبيكة التشقق الناتج عن تآكل الكلوريد ولكنها تتعرض للهجوم بواسطة الأمونيا ومركبات الأمونيوم. عندما يكون ماء التبريد ملوثًا أو يحمل تيار العملية الأمونيا، يتم استبدال النحاس الأميرالي بدرجة النيكل النحاسية-.
عادة ما تكون حدود السرعة في مياه البحر النظيفة حوالي 2 إلى 2.5 م/ث. وفوق هذا الرقم، يتطور هجوم الاصطدام عند نهاية المدخل ويقصر عمر الأنبوب بشكل حاد.
تقوم الكبريتيدات الموجودة في المياه الملوثة بتكسير الطبقة الواقية وتسريع الهجوم، لذا فإن تحليل المياه هو جزء من عملية اختيار المواد.
أحجام الأنابيب والنماذج والتطبيقات
أنبوب دائري غير ملحوم في القطر الخارجي ومجموعات الجدران للمواصفات، ويتم توفيره بأطوال مستقيمة أو على شكل أنابيب منحنية على شكل U- لتجميع الحزمة.
أنبوب ذو زعانف لمبادلات سطح الهواء-المبردة والمحسنة-، والأنبوب الموسع إلى صفائح أنابيب من النحاس البحري أو سبائك النحاس.
مكثفات توليد الطاقة والمبادلات الحرارية المغلقة لمياه التبريد باستخدام مياه الأنهار أو البحيرات أو البحر.
المكثفات البحرية المساعدة ومبردات زيت التشحيم ومبردات المياه المغطاة على السفن.
أجهزة التسخين المسبق للتحلية حيث تكون مياه التغذية نظيفة نسبياً وذات درجة حرارة معتدلة.
تتعامل المبردات الصناعية العامة مع المياه النظيفة الخالية من-الأمونيا.
التصنيع والدرفلة والفحص
يتم توسيع الأنبوب إلى صفائح أنبوبية عن طريق التدحرج المتحكم فيه؛ التدحرج الزائد-يؤدي إلى ترقق الجدار ويخلق تركيزًا للضغط عند الانتقال إلى الطول غير الملفوف.
يتم تخفيف الضغط على الأنابيب -Ubend-بعد الثني حيث تتطلب المواصفات أو الخدمة ذلك، لأن الانحناء هو أعلى-منطقة مضغوطة في الأنبوب.
يتم إجراء القطع وإزالة الأزيز-دون ترك جزيئات كاشطة في التجويف، مما يؤدي إلى التآكل عند مدخل الأنبوب.
يتم تطبيق اختبار Eddy- الحالي وفقًا لمعيار ASTM E243 على كامل طول الأنبوب، ويتم الاتفاق على مستوى القبول في مرحلة الطلب.
يُظهر الاختبار الميكانيكي وفقًا لمعيار ASTM E8 واختبار التسطيح أو التمدد الليونة المطلوبة.
يتم اختبار الحزمة النهائية هيدروستاتيكيًا ثم تنظيفها، مع تغطية أطراف الأنبوب للنقل والتخزين.
يتم تركيب الحلقات أو الحماية الحالية-المثبتة عند مدخل صندوق الماء-حيث يتوقع التصميم تآكل نهاية المدخل-.
التعليمات
س: لماذا يضاف الزرنيخ إلى النحاس الأميرالي؟
يمنع الزرنيخ الفقد الانتقائي للزنك من السبائك. وبدون ذلك، سيعاني الأنبوب من إزالة الزنك من النوع -في ماء التبريد القوي على الرغم من استيفاء محتوى النحاس المحدد للدرجة.
س: كيف يتم التحقق من مقاومة إزالة الزنك؟
من خلال اختبار الغمر ISO 6509 على عينة أنبوبية نهائية، والذي يقيس الحد الأقصى لعمق إزالة الزنك، مدعومًا بمحتوى الزرنيخ المذكور في شهادة المطحنة.
س: هل يمكن استخدام النحاس الأميرالي مع مياه الميناء الملوثة؟
إنه ليس الخيار الأفضل. تعمل كل من الأمونيا والكبريتيدات والمواد الصلبة العالقة العالية على تقليل عمر الأنبوب، وفي تلك الظروف يتم تحديد درجة نيكل نحاس 90/10 أو 70/30 - بدلاً من ذلك.
س: ما هي السرعة القصوى للمياه؟
تتراوح توجيهات التصميم لمياه البحر النظيفة عمومًا بين 2 إلى 2.5 م/ث. تعمل السرعة العالية على إزالة الطبقة الواقية وتتسبب في حدوث هجوم على نهاية المدخل والاصطدام بالأنبوب.
س: هل C44300 هو نفس النحاس الألومنيوم؟
رقم النحاس الألومنيوم هو C68700، الذي يحتوي على الألومنيوم بدلاً من إضافة القصدير المستخدمة في النحاس الأميرالي. يعتبر الدرجان إدخالات منفصلة في ASME SB111 ولهما خصائص تآكل مختلفة.
س: ماذا يجب أن ينص عليه أمر الشراء؟
المعيار والإصدار، ورقم UNS، وحجم الأنبوب والجدار، وأبعاد درجة الحرارة، والطول أو الانحناء على شكل U-، والكمية، ومتطلبات الاختبار بما في ذلك مستوى القبول الحالي الدوامي-، وظروف مياه التبريد إذا كان اختبار إزالة الزنك مطلوبًا.
