أنبوب النيكل النحاسي المصقول: الغرض والتعريف
UNS C70600 عبارة عن سبيكة نيكل نحاسية بنسبة 90/10- تستخدم في أغلب أنابيب المكثف المبرد ومبادل الحرارة بمياه البحر. ASTM B111/B111M، التي اعتمدتها ASME كـ SB111، هي المواصفات الحاكمة لأنبوب المكثف غير الملحوم ومخزون الطويق المنتج في هذه السبيكة. يصف "مصقول" حالة السطح الذي تم تسليمه: بدلاً من الأكسيد الخفيف الذي يتركه التلدين النهائي، يتم صقل الأنبوب ميكانيكيًا أو تلدينه بشكل لامع لإعطاء سطح أملس وخالي من الأكسيد{10}}مع خشونة يمكن التحكم فيها.
تشطيب السطح ليس تجميليًا في هذا التطبيق. التجويف الأكثر سلاسة يعني طبقة حدودية أرق ونقل أفضل للحرارة، ومواقع أقل لتكوين الرواسب والقاذورات البيولوجية، وتنظيف أسهل، ورؤية أفضل في الفحص البصري والتيار الدوامي. بالنسبة للمبادلات التي تتعامل مع المواد الغذائية -أو الصيدلانية أو عمليات المعالجة-عالية النقاء، فإن السطح المصقول يقلل أيضًا من خطر تلوث المنتج واحتباس الجسيمات.
درجات النحاس والنيكل وكيميائها
| تسمية التجارة | رقم يو إن إس | يسلط الضوء على التكوين | دقيقة. الشد | دقيقة. أَثْمَر | استطالة |
|---|---|---|---|---|---|
| كوني 90/10 | C70600 | النحاس 88.6 دقيقة، النيكل 9-11، الحديد 1.0-1.8، المنغنيز 1.0 كحد أقصى، الرصاص 0.05 كحد أقصى، الزنك 1.0 كحد أقصى | حوالي 40 كيلو باسكال (275 ميجاباسكال) | حوالي 15 كيلو باسكال (103 ميجاباسكال) | 30 % |
| CuNi 90/10 محسن | C7060X | بقايا النحاس، Ni 10-11، Fe 1.5-2.0، Mn 0.5-1.0، Pb 0.01 كحد أقصى، Zn 0.2 كحد أقصى | حوالي 40 كيلو باسكال (275 ميجاباسكال) | حوالي 15 كيلو باسكال (103 ميجاباسكال) | 30 % |
| كوني 70/30 | C71500 | النحاس 65.0 دقيقة، Ni 29-33، Fe 0.40-1.00، Mn 1.0 كحد أقصى، Pb 0.05 كحد أقصى، Zn 1.0 كحد أقصى | حوالي 52 كيلو باسكال (360 ميجا باسكال) | حوالي 18 كيلو باسكال (125 ميجاباسكال) | 45 % |
| CuNi 70/30 معدلة | C71640 | النحاس المتبقي، ني 29-32، الحديد 1.7-2.3، المنغنيز 1.5-2.5 | حوالي 63 كيلو باسكال (435 ميجا باسكال) | حوالي 25 كيلو باسكال (172 ميجاباسكال) | كما هو محدد |
توجد درجة 90/10 المحسنة (C7060X) لأن مواصفات الأنابيب والمبادلات المكتوبة لأنظمة مياه البحر تتطلب تحكمًا أكثر صرامة في العناصر المتبقية ونطاق حديد مضمون: الحديد هو العنصر الذي يبني الطبقة الواقية التي تقاوم التآكل في مياه البحر المتدفقة. تنطبق الحدود الدنيا المنشورة المماثلة عبر نماذج المنتجات، والمتطلبات الميكانيكية المطبقة فعليًا على طلب معين هي تلك المذكورة في المعيار والمزاج الذي تم شراؤه.
خيارات إنهاء السطح
التلدين اللامع: التلدين النهائي في جو وقائي، مما يعطي سطحًا نظيفًا وعاكسًا خفيفًا وخاليًا من الأكسيد الثقيل، مع الحفاظ على المزاج الناعم اللازم للتوسع.
مخلل ومخمل: تمت إزالة الأكسيد كيميائيًا، مع لمسة نهائية لامعة موحدة-؛ معيار للأنبوب المزود لواجب المبادل العام.
مصقول ميكانيكيًا: تلميع كاشط للسطح الخارجي والتجويف عند الحاجة، إلى خشونة محددة من أجل أداء صحي وقابل للتنظيف.
اللمسة النهائية المرآة: تلميع عالي-لتقليل الخشونة-للتطبيقات التي يكون فيها التحكم في القاذورات أو المظهر مهمًا.
مزيتة أو جافة: يمكن تزويد الأنابيب جافة أو بطبقة مانعة للتآكل-للنقل البحري الطويل، مع إزالة الطبقة قبل التثبيت.
أيًا كان التشطيب الذي يتم اختياره، يتم إزالة حواف الأنبوب، ويتم تنظيف التجويف من بقايا التلميع، ويتم تغطية الأنابيب أو لفها بحيث يصل السطح المصقول إلى الموقع دون ضرر.
المعالجة الحرارية والمقاومة للحرارة والبيانات الفيزيائية
تتم معالجة أنابيب النحاس-والنيكل بالحرارة لغرضين فقط: التلدين الناعم وتخفيف الضغط. يتم إجراء إعادة البلورة على نطاق واسع من درجات الحرارة يتراوح ما بين 620 إلى 900 درجة مئوية تقريبًا، ويتم اختياره وفقًا لدرجة العمل البارد، ومحتوى النيكل وعناصر السبائك البسيطة؛ تقترن درجات الحرارة المرتفعة بأوقات فرن مستمرة قصيرة ودرجات حرارة منخفضة بأوقات ثابتة أطول. يتم إجراء التلدين لتخفيف الإجهاد- في منطقة تتراوح من 280 إلى 500 درجة مئوية، كما أن الجو الخالي من الأكسجين - أو المخفض قليلاً يتجنب الحاجة إلى التخليل الثقيل بعد ذلك.
تتحسن القوة الساخنة مع النيكل ومع إضافات الحديد والمنغنيز. يتم استخدام درجة 90/10 في معدات الضغط حتى حوالي 300 درجة مئوية ودرجة 70/30 حتى حوالي 350 درجة مئوية؛ فوق هذه الحدود، تتلاشى قوة الزحف وحدود سلالة الزحف بسرعة. تتميز السبيكة 90/10 بكثافة تبلغ حوالي 8.94 جم/سم مكعب وموصلية حرارية تبلغ حوالي 40 واط/(م·ك)، وهو ترتيب أسي أقل من النحاس النقي - الذي يتاجر به مصممو مبادلات الخصائص مقابل مقاومة السبائك للتآكل.
سلوك التآكل وظروف الخدمة
مياه البحر والمياه قليلة الملوحة: مقاومة ممتازة للتآكل العام والتآكل والشقوق؛ السبيكة ليست عرضة لإزالة الزنك لأنها لا تحتوي على الزنك بما يتجاوز الحد الأقصى المتبقي.
التشقق الناتج عن التآكل الناتج عن الإجهاد: مقاومة عالية في بيئات الكلوريد، ولكن الأنابيب المشكلة على البارد -والتي يتم الضغط عليها لاحقًا أثناء الخدمة يجب أن يتم تخفيف الضغط عليها-.
السرعة: الحفاظ على سرعة التصميم في منطقة 1.5-3 م/ث لأنبوب 90/10؛ تتطلب السرعات الأعلى 70/30 أو حلقات الدخول.
التلوث: يؤدي إطلاق أيونات النحاس إلى الحد من النمو البحري، مما يقلل من تكرار التنظيف؛ يجب ألا يخدش التنظيف الميكانيكي الطبقة الواقية.
الأمونيا ومركبات الأمونيوم: ضارة بجميع سبائك النحاس، لذا يجب فحص البخار-المحمل الجانبي-وكيماويات التنظيف.
نقاط التفتيش والجودة
فحص التيار الدوامي للطول الكامل بحثًا عن عيوب التماس والجدار والسطح؛ الاختبار الهيدروستاتيكي حيث يتطلب الأمر ذلك.
التحقق من خشونة السطح على الأنبوب المصقول مقابل قيمة الخشونة المتفق عليها، والتي يتم قياسها في مواضع محددة على طول الطول.
فحص الأبعاد للقطر الخارجي والجدار والطول والاستقامة بالإضافة إلى تربيع النهاية.
الفحص البصري للتجويف باستخدام المنظار على أنابيب العينات للتأكد من إزالة بقايا التلميع وعلامات الرسم.
الخواص الكيميائية والميكانيكية المعتمدة، مع إمكانية تتبع الرقم الحراري، على شهادة اختبار المواد.
التعليمات
س: ما الذي يضيفه "المصقول" إلى أنبوب النحاس-النيكل؟
يقلل السطح المصقول من تكوين الأوساخ والرواسب، ويحسن نقل الحرارة قليلاً، ويجعل التنظيف والفحص أكثر فعالية. إنه مخصص للمبادلات الصحية والحساسة-النقاء العالي والتلوث-.
س: هل التلميع يغير الخواص الميكانيكية؟
لا، التلميع هو عملية سطحية. تظل متطلبات الكيمياء والشد والإنتاج والاستطالة هي تلك الخاصة بالسبائك والمزاج المطلوبة بموجب ASTM B111 أو ASME SB111.
س: ما هي درجة النيكل والنحاس- التي يجب اختيارها لمياه البحر؟
يناسب 90/10 (C70600) خدمة مياه البحر ذات السرعة المعتدلة وبتكلفة معقولة، بينما يتم اختيار 70/30 (C71500) للسرعات الأعلى والمياه الملوثة ودرجات الحرارة المرتفعة.
س: هل هناك حاجة لتخفيف التوتر بعد الانحناء؟
عادة ما يكون ذلك غير ضروري بالنسبة للانحناءات المعتدلة في الأنبوب الملدن. عندما يؤدي التشكيل إلى إنتاج عمل بارد كبير وسيرى الأنبوب مياه البحر الدافئة، فإن تخفيف الضغط -التليين في نطاق 280-500 درجة مئوية يعد ممارسة جيدة.
س: هل يمكن لحام الأنبوب المصقول؟
نعم. يتم لحام سبائك النيكل والنحاس- بشكل جيد مع معدن الحشو المطابق، ويتم تغطية الأشكال الملحومة من السبائك بمواصفاتها الخاصة. يجب تنظيف السطح المصقول محليًا قبل اللحام.
س: كيف يجب تخزين الأنبوب المصقول في الموقع؟
تجفف، في الداخل حيثما أمكن ذلك، مع وضع الأغطية النهائية في مكانها والحزم المدعومة لمنع الانحناء. تعتبر المياه الراكدة والحصى هي الأسباب الرئيسية لتلف السطح قبل التثبيت.
