ASTM B111 C68700 عبارة عن أنبوب نحاسي من الألومنيوم غير ملحوم للمكثفات السطحية والمبخرات والمبادلات الحرارية. تتميز السبيكة بميزتين مهمتين في مهمة مياه التبريد: مقاومة تأثير المياه المالحة ذات السرعة العالية - والمياه السوداء، والتحمل العالي لهجوم الصدمات عند مدخل الأنبوب. ولذلك يوصى بأنابيب من هذه السبائك لدوائر التبريد في محطات الطاقة البحرية والبرية حيث تكون سرعات المياه عالية وحيث يمكن للمواد الصلبة العالقة أن تؤدي إلى تآكل نهاية مدخل الأنبوب.
لماذا السرعة العالية هي شرط التصميم الحاكم
في المكثف، يرى مدخل الأنبوب أعلى سرعة محلية وأعلى شدة اضطراب في الدائرة بأكملها. تتآكل السبائك التي تعتمد فقط على طبقة أكسيد النحاس في هذه المنطقة، ويكون الترقق الناتج على شكل حدوة الحصان عند المدخل هو نمط الفشل الكلاسيكي لأنبوب المكثف. يشكل النحاس الأصفر الألومنيوم طبقة غنية بالألمنيوم- تكون أكثر مقاومة للإزالة الميكانيكية، لذا تتحمل السبيكة كلاً من السرعات المتوسطة الأعلى وذروات السرعة المحلية الناتجة عن هندسة المدخل. وتتمثل الفائدة العملية في وجود فترة زمنية أطول بين حملات إعادة الأنابيب وانخفاض خطر تلوث مياه التبريد للمكثفات.
التركيب والخواص الميكانيكية
| النحاس، النحاس | 76.0-79.0% |
| الألومنيوم، آل | 1.8-2.5% |
| الزرنيخ، كما | 0.02-0.06% |
| حديد، ف | 0.06% كحد أقصى |
| الرصاص، ص | 0.07% كحد أقصى |
| الزنك، الزنك | الباقي |
| حِدّة | O61، صلب |
| قوة الشد، دقيقة | 345 ميجا باسكال (50 كيلو باسكال) |
| قوة الخضوع، دقيقة | 125 ميجا باسكال (18 كيلو باسكال) |
تعيين BSI للسبيكة هو CZ110 واسم ISO هو CuZn20Al2As. ينطبق ASTM B111 على الأنابيب المستقيمة غير الملحومة، بينما ينطبق ASTM B395 على الأنابيب المنحنية U- المصنوعة من نفس السبيكة؛ تنشر ASME متطلبات مكافئة مثل SB111 وSB395. عند إعادة ربط المكثف بأنبوب -منحني على شكل U، يتم تشكيل الجزء المنحني وتخفيف الضغط قبل تسلسل الاختبار النهائي، وبالتالي فإن الانحناء على شكل U -الذي تم تسليمه يحمل مستوى إجهاد متبقي يمكن التحكم فيه.
البيانات المادية للتصميم الحراري
الكثافة: 8.33 جم/سم³ (0.301 رطل/بوصة³)
الموصلية الحرارية: 100.4 واط/(م·ك) عند 20 درجة (58 وحدة حرارية بريطانية/(قدم²·قدم·ساعة· درجة فهرنهايت) عند 70 درجة فهرنهايت)
السعة الحرارية النوعية: 0.09 كالوري/(جم·درجة) عند 20 درجة
معامل التمدد الخطي: 18.5 × 10-6لكل درجة من 20 درجة إلى 300 درجة (10.3 × 10-6لكل درجة فهرنهايت من 70 درجة فهرنهايت إلى 570 درجة فهرنهايت)
نطاق الانصهار: 932-971 درجة (1710-1780 درجة فهرنهايت)
اختبارات التحقق المطلوبة بواسطة المعيار
اختبار التمدد لطريقة الاختبار B153، على العينات المختارة لهذا الغرض: يجب ألا يظهر الأنبوب الموسع أي شقوق أو تمزقات مرئية. الأنبوب الذي لم يتلق الصلب النهائي معفى.
اختبار التسطيح: يتم تسوية العينة في ثلاثة مواضع على طولها، مع تدوير كل منطقة حوالي ثلث دورة، ويجب أن يمر الجزء المسطح بفرجار مثبت بثلاثة أضعاف سمك الجدار. يتم فحص المناطق المسطحة بحثًا عن العيوب التي قد تؤثر على التطبيق المقصود.
اختبار الإجهاد المتبقي: يدرج ASTM B111 C68700 بين السبائك التي تتطلب إما اختبار نترات الزئبق (B154) أو اختبار بخار الأمونيا (B858).
اختبار إيدي الحالي للتمرين E243، يتم إجراؤه على كل أنبوب بطوله الكامل.
اختبار هيدروستاتيكي عند ضغط ليفي قدره 7000 رطل لكل بوصة مربعة (48 ميجا باسكال) محسوب باستخدام معادلة الأسطوانة الرقيقة-، مع عدم اختبار الأنبوب عادةً فوق 1000 رطل لكل بوصة مربعة (7.0 ميجا باسكال) ما لم ينص الأمر على خلاف ذلك.
التطبيقات
المكثفات السطحية في محطات الطاقة البحرية وعلى متن السفن، حيث تكون مياه البحر هي وسط التبريد
محطات طاقة ساحلية برية-تستخدم مرة واحدة-من خلال تبريد مياه البحر بسرعة عالية
المبخرات والتقطير في محطات تحلية المياه
معالجة المبادلات الحرارية في المصافي والمصانع الكيماوية حيث يتم استخدام المياه قليلة الملوحة
الحلقات والمكونات النهائية للمدخل-متطابقة مع نفس السبيكة
إرشادات الطلب والتعامل
يجب أن يذكر الطلب UNS C68700، والمواصفات والإصدار المستخدم، ودرجة الحرارة O61، والقطر الخارجي، وسمك الجدار وطوله، وما إذا كان الأنبوب مستقيمًا أو منحنيًا على شكل U-. بالنسبة لأنبوب الانحناء U-، يجب أيضًا تحديد نصف قطر الانحناء وأطوال الساق واتجاه مستوى الانحناء، جنبًا إلى جنب مع أي متطلبات لتخفيف إجهاد ما بعد الانحناء - أو لاختبار التيار الدوامي للمنطقة المنحنية. يجب التعامل مع الأنبوب مع وضع الأغطية النهائية في مكانها، وحمايته من الصدمات، وتخزينه بعيدًا عن المياه الراكدة؛ يعد تلوث التجويف الناتج عن تخزين الموقع سببًا متكررًا للتنقر المبكر الذي يظهر لاحقًا كمؤشر للتيار الدوامي.
التعليمات
س: ما هو أنبوب C68700 المستخدم؟
يتم استخدامه لأنابيب المكثف والمبخر والمبادل الحراري، وللحلقات، بشكل رئيسي حيث يتم تداول مياه البحر أو المياه قليلة الملوحة بسرعة عالية.
س: لماذا يفضل نحاس الألمنيوم على النحاس الأميرالي في بعض المكثفات؟
يقاوم النحاس المصنوع من الألومنيوم-المياه عالية السرعة والصدمات بشكل أفضل، لذلك يتم اختياره في الأماكن التي تكون فيها سرعة مياه التبريد عالية أو في الأماكن التي يحمل فيها الماء مواد صلبة كاشطة.
س: هل الأنبوب المنحني على شكل U- مصنوع بنفس المواصفات؟
يستخدم أنبوب الانحناء U- نفس السبيكة والمزاج ولكن تم طلبه وفقًا لمعيار ASTM B395 (ASME SB395)، والذي يغطي متطلبات الانحناء والبيضاوية وتخفيف الضغط للقسم المنحني.
س: ما هو الحد الأدنى لقوة الشد للأنبوب الذي تم تسليمه؟
345 ميجا باسكال (50 كيلو باسكال) في الحالة الصلبة O61، مع قوة إنتاج لا تقل عن 125 ميجا باسكال (18 كيلو بوصة مربعة)، وكلاهما مؤكد في شهادة اختبار المواد.
س: ما هو اختبار الإجهاد المتبقي الذي يتم تطبيقه؟
يسمح ASTM B111 إما باختبار نترات الزئبق إلى B154 أو اختبار بخار الأمونيا إلى B858، ويختار المصنع واحدًا ما لم يحدد أمر الشراء أيهما سيتم استخدامه.
س: كيف ينبغي التخطيط لفحص الاستلام؟
تحقق من الشهادة مقابل الترتيب الخاص بالدرجة والدرجة والأبعاد، وتأكد من وضع العلامات على كل أنبوب، وافحص الأطراف بحثًا عن البيضاوية والأضرار الميكانيكية قبل تسليم الأنابيب إلى طاقم إعادة الأنابيب.
