تعمل أنابيب المبخر في بيئة أكثر قسوة من المبادل البسيط الذي يتم تبريده بالماء-: حيث يرى الأنبوب سائلًا مغليًا أو وامضًا، أو محلول ملحي مركز أو سائل معالجة، وكثيرًا ما تتناوب الظروف الرطبة والجافة على السطح الساخن. يعتبر أنبوب سبائك النحاس غير الملحوم المتوافق مع ASTM B111 في الدرجة C44300، النحاس الأميرالي الزرنيخي، بمثابة إجابة راسخة-لهذا الواجب لأنه يقاوم الهجوم العام في الماء الملحي والتآكل الموضعي الذي يحدث عندما تنفصل فقاعات البخار عن الجدار الساخن.
تم طلب الأنبوب وفقًا لمعايير ASTM B111 أو ASME SB111، حيث تكون الوثيقتان متطابقتان من الناحية الفنية، وتتوفر نفس السبيكة كأنبوب مستقيم غير ملحوم أو ثني على شكل U - أو ملف بحيث يمكن لمصمم المبخر اختيار ترتيب الحزمة الذي يناسب مساحة البخار.
تعريف المواد والمعايير المطبقة
تحدد ASTM B111/B111M متطلبات الأنابيب غير الملحومة ومخزون الحلقات من النحاس وسبائك النحاس التي يصل قطرها إلى 3 1/8 بوصة (80 مم) بما في ذلك القطر للمكثفات السطحية والمبخرات والمبادلات الحرارية.
يحتوي ASME SB111 على متطلبات متطابقة ويستخدم حيث يتم بناء المبخر على رمز وعاء الضغط.
توفر GB/T 8890 وJIS H3300 المعادلتين الصينية واليابانية لأنابيب سبائك النحاس غير الملحومة للمبادلات الحرارية.
إن تسمية التركيبة الأوروبية لنفس السبيكة هي CuZn28Sn1As، ويتم تغطية أنبوب المبادل الحراري لسبائك النحاس غير الملحومة بمعايير مثل EN 12451.
يتوفر كلا من درجات الحرارة الملدنة والمرسومة؛ يتم استخدام المزاج الملدن حيث يتم توسيع الأنبوب أو ثنيه أو تشكيله على شكل حرف U.
التركيب الكيميائي لأنبوب المبخر C44300
| عنصر | متطلبات | الصلة بخدمة المبخر |
|---|---|---|
| النحاس | 70.0 - 73.0 % | معدن أساسي ذو موصلية جيدة ومقاومة للتآكل |
| سن | 0.9 - 1.2 % | يقاوم التآكل الناتج عن الوميض وإطلاق الفقاعات |
| مثل | 0.02 - 0.06 % | يمنع إزالة الزنك في محلول ملحي |
| الحديد | 0.06% كحد أقصى | التحكم في ليونة المتداول والانحناء |
| الرصاص | 0.07% كحد أقصى | بقايا منخفضة للتصنيع النظيف |
| الزنك | الباقي | القوة وتوازن التكلفة |
الخواص الميكانيكية والبيانات الفيزيائية والأحجام
الحد الأدنى لقوة الشد هو حوالي 310 ميجا باسكال، والحد الأدنى لقوة الخضوع عند امتداد 0.5٪ تحت الحمل هو حوالي 105 ميجا باسكال في الحالة الملدنة.
يتم إجراء اختبار الشد وفقًا لمعيار ASTM E8/E8M مع قياس الاستطالة بأكثر من 50 مم؛ يتوفر اختبار الصلابة وفقًا لمعيار ASTM E18 وتحديد التوصيل الحراري وفقًا لمعيار ASTM E1225 عند الطلب.
تتمتع سبائك النحاس مثل النحاس الأميرالي بموصلية حرارية عالية مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ، وهو السبب الرئيسي الذي يجعل أنابيب سبائك النحاس تحافظ على مساحة سطح المبخر مضغوطة.
يوضح توسيع القطر الخارجي للأنبوب بنسبة 20% من القطر الأصلي واختبار التسطيح الليونة المطلوبة للتدحرج إلى صفائح الأنابيب.
يتم إنتاج الأنابيب غير الملحومة بأقطار خارجية من حوالي 6.35 مم لأعلى وبسماكة جدار تبدأ من حوالي 0.5 مم، ضمن حد قطر 80 مم للمواصفة ASTM B111، بأطوال مستقيمة، وثنيات أو ملفات على شكل حرف U، مع تفاوتات وفقًا لجداول المواصفات.
التطبيقات
مبخرات ومبخرات تحلية المياه-متعددة المراحل ومتعددة-التأثيرات، وسخانات المياه المالحة، ومكثفات نواتج التقطير.
مبخرات مصافي السكر وسخانات العصير، حيث يحمل الأنبوب البخار أو البخار على جهة التكثيف.
مبخرات التبريد والمبردات، ومبخرات العمليات الصناعية بالمياه المعالجة أو المياه المالحة.
أجهزة التبخير والبلورات في المصانع الكيميائية التي تتعامل مع المشروبات الكحولية المحايدة أو القلوية بشكل معتدل.
مبردات وسخانات تركيب النفط والغاز حيث يتم استخدام مياه البحر أو المياه المالحة كوسيط تبريد، كما يلزم مقاومة السبائك لسوائل العمليات الحامضية وغير العدوانية.
إرشادات الاختيار والتصنيع والتركيب
تحديد سمك الجدار من الضغط، وبدل التآكل وطريقة التنظيف المتوقعة؛ غالبًا ما يتم استبدال أنابيب المبخر كمجموعة، لذلك يعمل الجدار الكبير على تمديد الفترة الفاصلة بين عمليات إيقاف التشغيل.
احتفظ بتركيز المحلول الملحي وسرعته وتهويته داخل النطاقات المستخدمة في التصميم، لأن المحتوى العالي من الكلوريد مع السرعة العالية هو المزيج الذي يؤدي إلى تآكل النحاس الأميرالي.
قم بلف الأنبوب داخل صفيحة الأنابيب مع التحكم في التمدد ودعم الحزمة ضد الاهتزاز الناتج عن الغليان.
تأكد من تهوية السطح الساخن بشكل صحيح وأن البقع المرتفعة لا تجف، لأن ارتفاع درجة الحرارة الموضعية يسرع الهجوم في المحاليل الملحية.
عندما يحتوي جانب العملية على الأمونيا أو مركبات الأمونيوم، اطلب حالة تخفيف الضغط-وراجع اختيار السبائك قبل الالتزام بالنحاس الأصفر.
نقاط التفتيش والمزالق الشائعة
تأكد من السبائك والمزاج الموجود في الشهادة وتأكد من أن الأنبوب غير ملحوم، نظرًا لأن خدمة المبخر تكشف جانبي الجدار.
تحقق من سجلات اختبار الضغط والتيار الدوامي، وتأكد من قياس سماكة الجدار وغرابة الأطوار عند كلا الطرفين.
تأكد من أن القطر والجدار المطلوب يقعان ضمن نطاق ASTM B111؛ يجب أن يتم طلب المنتجات خارج النطاق بمواصفات أخرى.
راجع حجم الحبيبات حيث سيتم ثني الأنبوب أو لفه-حيث تعتمد قابلية التشكيل عليه.
قم بتخزين الأنبوب جافًا ومغطى، بعيدًا عن الكلوريد-الذي يتحمل الرطوبة والأحماض العضوية، لتجنب التآكل-قبل التثبيت.
التعليمات
س: لماذا يتم استخدام أنبوب سبائك النحاس للمبخرات؟
تجمع سبائك النحاس بين الموصلية الحرارية العالية، والمقاومة الجيدة للمحلول الملحي والسوائل المعالجة، والمرونة اللازمة للف وثني الأنابيب في حزمة المبخر.
س: ما هو C44300 بعبارات بسيطة؟
C44300 عبارة عن نحاس أميرالي من الزرنيخ، وسبائك نحاس-من الزنك مع قصدير وإضافة صغيرة من الزرنيخ تمنع إزالة الزنك في مياه البحر والمحلول الملحي.
س: ما هي الخواص الميكانيكية التي يتطلبها المعيار؟
الحد الأدنى لقوة الشد يبلغ حوالي 310 ميجا باسكال والحد الأدنى لقوة الخضوع حوالي 105 ميجا باسكال عند امتداد بنسبة 0.5% تحت الحمل في الحالة الصلبة، بالإضافة إلى اختبار تمدد القطر الخارجي بنسبة 20%.
س: هل يمكن استخدام الأنبوب في منشآت النفط والغاز؟
نعم، في المبردات والسخانات حيث تكون مياه البحر أو المياه المالحة هي وسيلة التبريد ويكون سائل المعالجة غير- عدوانيًا. يتطلب تحمل الأمونيا-أو التيارات شديدة العدوانية إعادة-تقييم السبيكة.
س: ما هي الأحجام المتوفرة؟
يتم تصنيع الأنبوب غير الملحوم بأقطار خارجية تبدأ من حوالي 6.35 مم وسمك جدار من حوالي 0.5 مم لأعلى ضمن حد القطر البالغ 80 مم وفقًا لمعيار ASTM B111، بأطوال مستقيمة أو لفائف أو ثنيات على شكل حرف U.
س: كيف يجب صيانة أنبوب المبخر؟
حافظ على السرعة والتهوية ضمن حدود التصميم، وامنع التقشر والجفاف-على السطح الساخن، ونظفه كيميائيًا حيثما أمكن ذلك، وراقب فشل الأنابيب بواسطة التيار الدوامي أثناء كل عملية إيقاف تشغيل.
