لماذا يتم استخدام أنبوب الانحناء C12200 U-؟
تحتاج المبادلات الحرارية ذات الغلاف-والأنبوبي إلى ثني في نهاية كل زوج من الأنابيب حتى يتمكن سائل التبريد من عكس اتجاهه بدون تركيبات إضافية. يغطي ASTM B111/B111M هذه الانحناءات على شكل U- كجزء من مواصفات الأنبوب، وUNS C12200 - المعروف باسم DHP، أو النحاس عالي الفوسفور المؤكسد - هو المادة الأساسية لهذه المهمة.
يحتوي C12200 على 99.90 بالمائة كحد أدنى من النحاس، بما في ذلك الفضة، و0.015 إلى 0.040 بالمائة من الفوسفور. يقوم الفوسفور بإزالة الأكسدة من المصهور، وإزالة الأكسجين الذي قد يسبب تقصف الهيدروجين، لذلك يمكن لحام المعدن ونحاسه بشكل موثوق. كما أنه يعزز حجم الحبوب الدقيقة ويرفع درجة حرارة تليين المواد الصلبة -، مما يساعد الأنبوب على الحفاظ على شكله بعد الثني.
التركيب الكيميائي والمتطلبات الميكانيكية
| عنصر | متطلبات C12200 |
|---|---|
| النحاس (Cu)، بما في ذلك الفضة | 99.90% كحد أدنى |
| الفوسفور (ف) | 0.015 - 0.040 % |
| مجموع العناصر الأخرى | 0.05% كحد أقصى |
| معيار المنتج | أستم B111/B111M، أسم SB111 |
| التسمية المعادلة الأوروبية | Cu-DHP، أنبوب غير ملحوم وفقًا للمعيار EN 12451 |
| يعادل اليابانية | C1220T إلى JIS H3300 |
في الحالة الملدنة، يتم تحديد أنبوب C12200 عند قوة شد لا تقل عن 207 ميجا باسكال (30 كيلو باسكال) مع الحد الأدنى من الاستطالة بنسبة 35 بالمائة، والحد الأقصى للصلابة في الحالة الناعمة حوالي 50 فولت. ترفع درجات الحرارة المسحوبة الحد الأدنى لقوة الشد إلى حوالي 250 ميجا باسكال للأنبوب المسحوب بالضوء و310 ميجا باسكال للأنبوب الصلب المسحوب، مع قوة خضوع تبلغ حوالي 205 ميجا باسكال و275 ميجا باسكال على التوالي.
الخصائص الفيزيائية والتآكل
| ملكية | قيمة نموذجية |
|---|---|
| كثافة | 8.90 جم/سم3 عند 20 درجة |
| نقطة الانصهار | 1083 درجة |
| معامل التمدد الحراري | 17.7 × 10^-6 لكل درجة (20-300 درجة) |
| الموصلية الحرارية | 290-365 واط/(م·ك) عند 20 درجة |
| حرارة محددة | 385 جول/(كجم·ك) عند 20 درجة |
| الموصلية الكهربائية | 70-90% IACS، حسب الحالة المزاجية |
| معامل المرونة | 115 جيجا |
| نسبة بواسون | 0.33 |
يشبه سلوك التآكل-النحاس عالي التوصيل: مقاومة ممتازة للعوامل الجوية، ومقاومة جيدة جدًا لمجموعة كبيرة من المواد الكيميائية، ومقاومة جيدة للنقر والهجوم بالاصطدام في المياه الطبيعية. يقاوم C12200 الأحماض المعدنية والعضوية غير المؤكسدة والمحاليل القلوية والمحاليل الملحية، ولأنه يقاوم تآكل التربة فيمكن استخدامه في الأنابيب المدفونة. إنه غير مخصص للاستخدام مع الأحماض المؤكسدة أو الأمونيا-المكثفات الحاملة أو مياه البحر الهوائية عالية السرعة-بدون نظام حماية متفق عليه.
تسلسل التصنيع والانضمام
الانحناء: يتم ثني الأنبوب على شياق في الحالة الملدنة الناعمة، مع التحكم في نصف قطر الانحناء والبيضاوية وترقق الجدار إلى الحدود المتفق عليها.
التلدين: التلدين الكامل بين 250 درجة و650 درجة يعيد الليونة بعد العمل البارد؛ تخفيف الضغط عند 200 درجة إلى 250 درجة يعمل على استقرار الانحناء.
وصلة صفائح الأنبوب-: التمدد أو الدرفلة أو التمدد الهيدروليكي متبوعًا بلحام مانع للتسرب حيث يتطلب التصميم ذلك.
اللحام والنحاس: كلاهما ممتاز، وهذا هو السبب الرئيسي وراء سيطرة هذا التصنيف على تصنيع المبادلات.
اللحام: معدلات اللحام بالقوس المحمي بالغاز جيدة، ومحتوى الفوسفور يجعل المعدن يتحمل ظروف ورشة العمل العادية.
نقاط التفتيش لحزم -Bend
تحقق من نصف قطر الانحناء، وتسامح طول الساق، ومحاذاة مستوى الانحناء، نظرًا لأن هذه العناصر تتحكم في ما إذا كانت الحزمة ستدخل إلى الغلاف أم لا.
التحقق من سمك الجدار على الجانب الخارجي من الانحناء عن طريق القياس بالموجات فوق الصوتية؛ التخفيف إلى ما هو أبعد من الحد المتفق عليه يقلل من معدل الضغط.
يلزم إجراء اختبار الإجهاد المتبقي-للأنبوب المستقيم قبل الثني، واختبار التيار الدوامي-بعد الثني في المكان المحدد.
تأكيد حالة المعالجة الحرارية: سوف يتشقق الانحناء الملدن جزئيًا أثناء التمدد في صفيحة الأنبوب.
التعليمات
س: ماذا تعني تسمية DHP؟
DHP لتقف علي الفوسفور العالي المؤكسد. وهو يصف النحاس مثل UNS C12200 الذي تمت إزالة الأكسدة منه بنسبة 0.015 إلى 0.040 بالمائة من الفوسفور بحيث يمكن لحامه ولحمه بالنحاس دون تقصف الهيدروجين.
س: لماذا يتم صلب الأنبوب المرفق؟
يمنح المزيج الملدن الناعم الليونة اللازمة لتشكيل الانحناء على شكل U- وتوسيع أطراف الأنبوب داخل صفيحة الأنبوب بدون تشقق. تُستخدم درجات الحرارة الأكثر صرامة في الجري المستقيم حيث تكون الصلابة مهمة.
س: إلى أي مدى يقلل الفوسفور من الموصلية؟
بشكل كبير. تقع الموصلية الكهربائية لـ C12200 ضمن نطاق IACS بنسبة 70-90 بالمائة بدلاً من نطاق IACS بنسبة 101 بالمائة للدرجات الخالية من الأكسجين، ولهذا السبب تم اختيار C12200 للقوة وقابلية اللحام ومقاومتها للتآكل بدلاً من التوصيل الأقصى.
س: هل يمكن توفير ثنيات U- بأطوال متساوية أو غير متساوية للساق؟
نعم. يتم تصنيع أطوال الأرجل ونصف قطر الانحناء واتجاه مستوى الانحناء وفقًا لرسم الحزمة الخاص بالعميل، ويتم فحص كل انحناء مقابل تلك الأبعاد قبل التعبئة.
س: ما هي الاختبارات التي تنطبق على هذه الأنابيب؟
تعتبر اختبارات التمدد والتسطيح والإجهاد المتبقي وحجم الحبيبات والتيار الدوامي والضغط الهيدروستاتيكي أو الهوائي هي الاختبارات المعتادة، بما يتماشى مع متطلبات ASTM B111 ومواصفات المشتري.
س: كيف يجب التعامل مع الانحناءات على شكل حرف U في الموقع؟
ادعم الانحناء، وليس الساقين أبدًا، وحافظ على منطقة الانحناء خالية من علامات التصادم والأضرار الكاشطة. تخزينها في الداخل والحفاظ على الأنابيب جافة حتى التثبيت لتجنب تلطيخ السطح.
