ASTM B111 C68700 مقاومة التآكل

يعد فشل أنبوب المكثف مشكلة مكلفة.يمكن أن يؤدي التوقف غير المتوقع، وفقدان الإنتاج، وإعادة الأنابيب الباهظة الثمن إلى تكلفة منشأتك مئات الآلاف من الدولارات.إذا كنت تستخدم أو تفكر في استخدام أنابيب من سبائك النحاس، فإن فهم آليات التآكل يعد أمرًا ضروريًا لمنع الفشل المبكر.

أستم B111 C68700(نحاس ألومنيوم الزرنيخ)تم تطويره خصيصًا لمقاومة أوضاع الفشل الأكثر شيوعًا في المكثفات المبردة بمياه البحر-. ولكن كيف يعمل وما هي حدوده؟

تشرح هذه المقالة كل ما تحتاج لمعرفته عنهمقاومة التآكل للأنبوب C68700وكيفية تعظيم عمر الأنبوب.

أستم B111 C68700تم تصميمه لمعالجة الثلاثة الأوائل: التآكل، وإزالة الزنك، والتنقر.

يحدث التآكل عندما تقوم المياه ذات السرعة العالية- أو الفقاعات المحبوسة بإزالة طبقة الأكسيد الواقية الموجودة على السطح الداخلي للأنبوب.بمجرد تلف الفيلم، يتآكل المعدن الأساسي بسرعة.

أنبوب النحاس والألومنيوم C68700يحتوي على 1.8-2.5% ألومنيوم. يشكل هذا الألومنيوم أطبقة ألومنيوم صلبة ومتينة و-قابلة للشفاء ذاتيًا-غنية بالأكسيدوهو أكثر مقاومة للتآكل من الغشاء الموجود على النحاس النقي أو النحاس العادي.

الميزة الرئيسية:الفيلم الواقي علىأستم B111 C68700يمكنها تحمل سرعات تصل إلى3-4 m/sفي مياه البحر النظيفة، بينما يتساقط النحاس النقي فوق 1-1.5 م/ث.

ومع ذلك، فإن هذا الفيلم يتطلبالحد الأدنى لسرعة التدفق (عادة> 1 م/ث)لتشكيل والحفاظ عليها. في ظروف التدفق الراكد أو المنخفض-، يمكن أن يتحلل الفيلم، مما يؤدي إلى حدوث الحفر.

إزالة الزنك هي عملية تآكل انتقائية حيث يتم ترشيح الزنك من النحاس، تاركًا وراءه بنية نحاسية ضعيفة ومسامية.يمكن أن يتسبب هذا في تسرب الأنبوب دون ترقق واضح في الجدار.

النحاس العادي (مثل C27000 أو C28000) معرض بشدة لإزالة الزنك. لكن،أستم B111 C68700يتضمن0.02-0.06% زرنيخ، والذي يعمل بمثابة المانع.

لماذا يعمل:تنفصل ذرات الزرنيخ عند حدود الحبوب وتمنع مسارات انتشار أيونات الزنك.وهذا يجعل C68700 واحدًا من أكثر السبائك النحاسية المتاحة مقاومةً لإزالة الزنك.

مقاومة التآكل للأنبوب C68700يتم تعظيمه في ظروف تشغيل محددة. يعد فهم هذه الشروط أمرًا أساسيًا لتحقيق عمر خدمة يتراوح بين 15 إلى 25 عامًا.

عندما تعمل ضمن هذه المعلمات،ASTM B111 C68700 أنبوب المكثفيوفر أداءً ممتازًا-على المدى الطويل.

لا توجد سبيكة مثالية.أستم B111 C68700له العديد من القيود التي يجب عليك فهمها لتجنب حالات الفشل غير المتوقعة.

1. ضعف الأداء في -التدفق المنخفض أو مياه البحر الراكدة
أقل من 1 م/ث، لا يمكن أن يتكون الفيلم الواقي بشكل صحيح. تتراكم الرواسب، مما يؤدي إلى تآكل وتنقر أقل من-الرواسب.هذا هو السبب الأول لفشل أنبوب C68700.

2. القابلية لهجوم الأمونيا
يمكن أن تسبب الأمونيا (الشائعة في مصانع الأسمدة وبعض العمليات الكيميائية) تشققات التآكل الإجهادي.احتفظ بالأمونيا أقل من 2 جزء في المليون.

3. التعرض للكبريتيدات
يتفاعل كبريتيد الهيدروجين (H2S) مع النحاس لتكوين كبريتيد النحاس، مما يؤدي إلى تدمير الطبقة الواقية.لا تستخدم C68700 في الموانئ الملوثة أو المياه الكبريتية.

4. صعوبة اللحام
كما تمت مناقشته في المقارنة السابقة، فإن اللحام C68700 يمثل تحديًا. استخدم توسيع الأسطوانة أو اللحام بالنحاس بدلاً من ذلك.

بالنسبة للتطبيقات ذات هذه القيود، فكر في استخدام C70600 (النحاس-النيكل) أو الفولاذ المقاوم للصدأ. تصفح مجموعتنا الكاملة من[أنابيب المبادل الحراري ASTM B111]لخيارات بديلة.

لوضعمقاومة التآكل للأنبوب C68700من الناحية المنظورة، إليك كيفية مقارنتها بسبائك أنابيب المكثف الشائعة الأخرى.

تحليل القيمة: أستم B111 C68700يوفر أفضل توازن بين مقاومة التآكل بمياه البحر والتكلفة بين جميع سبائك النحاس. إنه أرخص بكثير من C70600 مع توفير أداء مماثل في مياه البحر النظيفة وعالية السرعة-.

إن التشغيل والصيانة المناسبة لا تقل أهمية عن اختيار السبائك. اتبع أفضل الممارسات هذه لتحقيق أقصى قدر من الاستفادةأنبوب النحاس والألومنيوم C68700حياة.

أفضل ممارسات التشغيل:

الحفاظ على سرعة التدفق فوق 1 م/ث- لا تعمل مطلقًا تحت هذا الحد

تجنب دورات البدء-التوقف المتكررةيستغرق فيلم - وقتًا للإصلاح

حافظ على نظافة المياه- استخدم المصافي لإزالة الرمل والحطام

مراقبة كيمياء المياه- قم بفحص الرقم الهيدروجيني والأمونيا والكبريتيدات بانتظام

أفضل ممارسات الصيانة:

إجراء اختبار التيار الدوامي (ECT) كل 2-3 سنوات- اكتشاف ترقق الجدار مبكرًا

تنظيف الأنابيب بانتظام- استخدم الكرات الإسفنجية أو التنظيف الكيميائي لإزالة الرواسب

حماية أثناء انقطاع التيار الكهربائي- أنابيب التصريف والشطف والتجفيف أثناء عمليات إيقاف التشغيل الممتدة

فحص نهايات المدخل- يبدأ التآكل غالبًا عند مداخل الأنابيب

نصيحة احترافية:أثناء إغلاق المصانع لمدة تزيد عن أسبوع واحد،املأ صندوق الماء بالمياه العذبة المعالجة أو جفف الأنابيب بالكامل. سوف تتسبب مياه البحر الراكدة المتبقية في أنابيب C68700 في حدوث تأليب سريع.

فلنتفحص سيناريو الفشل-الحقيقي لتوضيح أهمية ظروف التشغيل المناسبة.

سيناريو:شهدت محطة توليد الكهرباء الساحليةاستبدال حزمة الأنابيب C68700بعد 4 سنوات فقط من الخدمة - كان العمر المتوقع 15+ سنة.

وضع الفشل:حفر شديدة وتآكل سفلي-على سطح الأنبوب الداخلي.

تحليل السبب الجذري:

تم تقليل تدفق المياه المتداولة أثناء فترات التحميل المنخفضة-.

انخفضت سرعة التدفق إلى 0.5 م/ث لفترات طويلة

الرواسب والحشف الحيوي المتراكمة على أسطح الأنابيب

ضمن -تسبب تآكل الرواسب في حدوث حفر عميقة خلال 18 شهرًا

حل:

تم تركيب مضخات ذات سرعة متغيرة- للمحافظة على تدفق لا يقل عن 1 م/ث عند جميع الأحمال

تم تنفيذ تنظيف الأنبوب أسبوعيًا أثناء فترات التحميل المنخفضة-.

تمت إضافة مراقبة التآكل عبر الإنترنت

نتيجة:من المتوقع الآن أن تحقق الأنابيب البديلة عمرًا تصميميًا كاملاً يبلغ 15+ عامًا.

الدرس المستفاد: أستم B111 C68700يعمل بشكل مثالي عندما يتم تشغيله بشكل صحيح. يمكن أن يؤدي تشغيل معلمات التصميم الخارجية - حتى بشكل مؤقت - إلى فشل مبكر.

1. ما هي آلية مقاومة التآكل الأساسية لـ ASTM B111 C68700؟

تتمثل الآلية الأساسية في تكوين طبقة واقية غنية بأكسيد الألومنيوم-.على سطح الأنبوب. متىأستم B111 C68700عند تعرضه للماء المؤكسج، يتفاعل محتوى الألومنيوم (1.8-2.5%) ليشكل طبقة رقيقة وكثيفة وملتصقة من أكسيد الألومنيوم (Al2O3) وأكسيد النحاس (Cu2O). هذا الغشاء أصعب بكثير وأكثر متانة من الغشاء الموجود على النحاس النقي أو النحاس العادي، مما يوفر مقاومة ممتازة للتآكل والتآكل وهجوم الاصطدام. يعمل الفيلم أيضًا على الإصلاح الذاتي- - في حالة تلفه، سيتم إصلاحه طالما استمر تدفق الماء المؤكسج.

2. كيف يمنع الزرنيخ الموجود في C68700 إزالة الزنك؟

الزرنيخ (0.02-0.06%)أنبوب النحاس والألومنيوم C68700يعمل كمثبط للتآكل عن طريق الفصل عند حدود الحبوب ومنع مسارات انتشار أيونات الزنك. في النحاس العادي، يمكن لأيونات الزنك أن تنتشر عبر حدود الحبوب إلى السطح، حيث يتم ترشيحها بشكل انتقائي، تاركة وراءها نحاسًا ضعيفًا مساميًا.تشغل ذرات الزرنيخ مسارات الانتشار هذه، مما يمنع الزنك من الهجرة إلى السطح. هذه الآلية فعالة للغاية لدرجة أن C68700 يعتبر "مقاومًا لإزالة الزنك" بموجب مواصفات ASTM B111، مما يعني أنه يجتاز اختبار نترات الزئبق القياسي لإزالة الزنك.

3. ما هي سرعة التدفق المطلوبة للحفاظ على الطبقة الواقية في C68700؟

مطلوب سرعة تدفق لا تقل عن 1.0 م/ث (حوالي 3.3 قدم/ث)للحفاظ على طبقة الأكسيد الواقيةASTM B111 C68700 أنبوب المكثف. تحت هذه العتبة، يمكن أن يتحلل الفيلم، وقد تتراكم الرواسب على سطح الأنبوب. ومع ذلك، فإن السرعات التي تزيد عن 3.5 م/ث يمكن أن تسبب التآكل في حالة وجود رمل أو مواد كاشطة أخرى في الماء. نطاق التشغيل الأمثل هو1.0 إلى 3.5 م/ثلمياه البحر النظيفة. للمقارنة، يتطلب C12200 (النحاس النقي) سرعة دنيا تبلغ 0.5 م/ث فقط ولكنه يفشل بسرعة أعلى من 1.5 م/ث في مياه البحر.

4. هل يمكن استخدام C68700 في مياه البحر أو الموانئ الملوثة؟

لا، لا يُنصح باستخدام ASTM B111 C68700 لمياه البحر أو الموانئ الملوثة.الملوثات الموجودة بشكل شائع في الموانئ - مثل كبريتيد الهيدروجين (H2S) الناتج عن تحلل المواد العضوية والأمونيا الناتجة عن التفريغ الصناعي ومستويات الأكسجين المذاب المنخفضة - كلها تعمل على تسريع تآكل نحاس الألومنيوم. يتفاعل كبريتيد الهيدروجين مع النحاس لتكوين كبريتيد النحاس، مما يؤدي إلى تدمير الطبقة الواقية.بالنسبة لمياه الميناء الملوثة أو قليلة الملوحة، يعد C70600 (90/10 نحاس-نيكل) خيارًا أفضل بكثير.إذا كان يجب عليك استخدام C68700 في مثل هذه الظروف، فمن الضروري إجراء معالجة مستمرة للمياه والتنظيف المتكرر.

5. ما هو الفرق بين التآكل والتآكل وهجوم الاصطدام؟

غالبا ما تستخدم هذه المصطلحات بالتبادل، ولكن هناك تمييز فني.التآكل التآكلهو مصطلح واسع للتآكل المتسارع الناتج عن الحركة النسبية بين سطح السائل والمعدن.هجوم الاصطدامهو نوع محدد من التآكل الذي يحدث عندما تصطدم نفاثات الماء أو الفقاعات مباشرة على السطح المعدني، عادة عند مداخل الأنبوب أو يتغير اتجاهه.أستم B111 C68700يتميز بمقاومة عالية لكليهما نظرًا لأن طبقة أكسيد الألومنيوم-الغنية به قوية ميكانيكيًا وتلتصق بشدة بالمعدن الأساسي. في المقابل، غالبًا ما تفشل أنابيب النحاس النقي (C12200) في غضون أشهر من هجوم الاصطدام عند مداخل الأنبوب.

6. هل يعاني C68700 من التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي (SCC)؟

نعم، يمكن أن يعاني C68700 من التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي في حالة وجود ثلاثة شروط في وقت واحد:(1) إجهاد الشد المتبقي من التصنيع أو التركيب، (2) بيئة تحتوي على الأمونيا أو الأمينات، و (3) الرطوبة. عادة ما يكون التشقق بين الخلايا الحبيبية (على طول حدود الحبوب) ويمكن أن يحدث خلال أسابيع إلى أشهر في الحالات الشديدة.لمنع SCC، قم دائمًا بتشديد-تخفيف أنابيب C68700 بعد الثني (تسخينها إلى 300-400 درجة لمدة 1-2 ساعة)، وتجنب استخدام مواد التنظيف الكيميائية التي تحتوي على الأمونيا، وحافظ على تركيز الأمونيا أقل من 2 جزء في المليون في الماء البارد.

7. كيف تؤثر درجة الحرارة على مقاومة التآكل C68700؟

معدلات التآكل للمواصفة ASTM B111 C68700 تتضاعف تقريباً لكل زيادة 10-15 درجة فوق 50 درجة.عند درجات حرارة أقل من 50 درجة (120 درجة فهرنهايت)، يُظهر C68700 مقاومة ممتازة للتآكل. بين 50-80 درجة، تزداد معدلات التآكل بشكل معتدل، ولكن تبقى السبيكة صالحة للاستخدام.فوق 80 درجة (175 درجة فهرنهايت)، يزداد خطر إزالة الزنك بشكل ملحوظ، حتى مع تثبيط الزرنيخ. فوق 200 درجة (400 درجة فهرنهايت)، ينكسر الغشاء الواقي تمامًا. بالنسبة لتطبيقات درجات الحرارة المرتفعة-(على سبيل المثال، سخانات مياه التغذية)، فكر في استخدام C70600 أو الفولاذ المقاوم للصدأ بدلاً من ذلك.

8. هل يمكن استخدام الأنابيب C68700 مع صفائح الأنابيب المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ؟

نعم، ولكن يجب أن تكون على دراية بمخاطر التآكل الجلفاني.الفولاذ المقاوم للصدأ (على سبيل المثال، 316L) أكثر نبلاً (كاثوديًا) منهأنبوب النحاس والألومنيوم C68700مما يعني أن النحاس سوف يتآكل بشكل تفضيلي إذا تم توصيلهما كهربائيًا وغمرهما في محلول كهربائي (ماء التبريد).لمنع التآكل كلفاني، استخدم تقنيات العزل: (1) ضع طبقة غير موصلة للكهرباء-على صفيحة الأنابيب حول كل أنبوب، (2) استخدم أكمام نهاية الأنبوب العازلة، أو (3) حافظ على كيمياء الماء لتقليل الموصلية. بالنسبة لخدمة مياه البحر، من الأفضل عمومًا استخدام صفائح أنابيب C68700 أو صفائح أنابيب نحاسية من النيكل- لتجنب عدم التطابق الجلفاني.

9. كم مرة يجب أن أقوم بإجراء اختبار التيار الدوامي على أنابيب C68700؟

بالنسبة لمكثفات محطات الطاقة الحرجة، يجب إجراء اختبار التيار الدوامي (ECT) كل 2-3 سنوات.يمكن للصدمات الكهربائية اكتشاف ترقق الجدران والتنقر والتشقق قبل حدوث التسربات. بالنسبة للتطبيقات الأقل أهمية (مثل مبردات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء)، قد يكون الاختبار كل 5 سنوات كافيًا.يوصى بإجراء اختبارات متكررة (سنويًا) إذا:(1) تعرض مصنعك لأعطال سابقة في الأنابيب، (2) جودة المياه رديئة أو متغيرة، (3) تعمل الوحدة بدورات توقف متكررة-، أو (4) تنخفض سرعة التدفق بانتظام إلى أقل من 1 م/ث. يسمح الاكتشاف المبكر بتوصيل الأنبوب المستهدف أو استبداله قبل أن يؤدي التسرب إلى انقطاع غير مخطط له.

10. ما هو العمر الافتراضي النموذجي لأنابيب ASTM B111 C68700 في الخدمة المناسبة؟

في مياه البحر النظيفة وعالية السرعة-مع التشغيل والصيانة المناسبة، تدوم الأنابيب C68700 عادةً من 15 إلى 25 عامًا.تبلغ العديد من محطات الطاقة عن 20+ سنة من الخدمة قبل أن تصبح إعادة الأنابيب ضرورية. ومع ذلك، يمكن أن يكون العمر الافتراضي أقصر بكثير (3-10 سنوات) إذا تم تشغيله خارج معايير التصميم - انخفاض التدفق، أو المياه الملوثة، أو درجات الحرارة المرتفعة، أو سوء الصيانة.العامل رقم 1 الذي يؤثر على العمر هو سرعة التدفق.النباتات التي تحافظ على الحد الأدنى من التدفق 1 م/ث عند جميع الأحمال تحقق بشكل متواصل عمر أنبوب يبلغ 20+ سنة. غالبًا ما يتم إعادة تركيب الأنابيب التي تسمح بتشغيل-تدفق منخفض خلال 5 إلى 10 سنوات.

لقد اجتاز كل أنبوب في هذه المجموعة فحصًا معتمدًا من جهة خارجية-وفقًا لمعيار ASTM B111 للسبائك C68700. فيما يلي صور فعلية من الفحص الميداني للعميل-، بما في ذلك اختبار التيار الدوامي والتحقق من الأبعاد.

التحقق من عناصر التفتيش:
• اختبار التيار الدوامي (ECT) - لا توجد عيوب في الجدار-.
• القطر الخارجي وسمك الجدار – في حدود ±0.02 مم
• التشطيب السطحي والمزاج (O61) – مطابق للمواصفة ASTM
• الصلابة والتركيب الكيميائي – معتمد.

بعد اجتياز الفحص، يتم تعبئة جميع الأنابيب وفقًا لمعايير التصدير ومتطلبات العملاء-الخاصة. تم توثيق عملية التعبئة أدناه لضمان إمكانية التتبع والتسليم المجاني للتلف-.

خطوات التعبئة الموضحة بالفيديو والصور:
1. تنظيف وتجفيف الأنبوب
2. أغطية نهاية بلاستيكية على كلا الطرفين
3. ورق التغليف المضاد للصدأ -VCI
4. حزمة الربط مع فيلم حاجز الرطوبة
5. علبة خشبية من الخشب الرقائقي (متوافقة مع ISPM-15) مع حشوة رغوية
6. وضع العلامات مع درجة ASTM ورقم الدفعة وختم الفحص

يتم إنتاج جميع أنابيب ASTM C68700 وفحصها بمعداتنا الداخلية-، مما يسمح بالتحكم الكامل في العملية بدءًا من صب القضبان وحتى التعبئة النهائية.

المعدات الرئيسية المستخدمة لهذه الكمية:
• فرن الصهر بالحث – صناعة السبائك الدقيقة (Cu + Zn + Al + As)
• الصب المستمر الأفقي – هيكل البليت الموحد
• مكبس البثق (800 طن / 1630 طن) – تشكيل الأنبوب بدون خياطة
• منضدة الرسم على البارد (5-40 م) - دقة الأبعاد تصل إلى ±0.02 مم
• اختبار التيار الدوامي عبر الإنترنت (FOERSTER / MAC) – 100% NDT
• مقياس سمك الجدار بالموجات فوق الصوتية – مراقبة في الوقت الفعلي-.
• فرن التلدين (جو متحكم فيه) – درجة حرارة O61

-علم القياس الداخلي: الميكرومتر، وأجهزة القياس الدبوسية، والمقارنات البصرية، واختبار الصلابة (HV/HRB)

تتم معايرة جميع المعدات كل ثلاثة أشهر. يمكن تتبع سجلات الإنتاج عن طريق رقم الدفعة.

تحقق من مخزون اليوم والمهلة الزمنية