ASTM B111 C70400 عبارة عن درجة أنابيب نيكل نحاسية غير ملحومة -، تسمى عادةً 95-5 نيكل نحاس-، حيث تكون القاعدة النحاسية سبائك بنسبة 5% تقريبًا من النيكل مع إضافات من الحديد والمنجنيز الخاضعة للرقابة. تقع السبيكة بين النحاس الأصفر البسيط ودرجات 90-10 و70-30 من النحاس والنيكل: فهي تحتفظ بالكثير من الموصلية الحرارية للنحاس بينما تكتسب مقاومة مياه البحر التي يوفرها مزيج النيكل والحديد والمنغنيز. يتم توفير الأنبوب في المزاج الملدن O61 أو المزاج المرسوم بالضوء H55 للمكثفات السطحية والمبخرات والمبادلات الحرارية وملفات المكثف.
شخصية سبيكة
يزيد النيكل الموجود في المحلول الصلب من احتمالية تآكل المادة المصفوفة ويساعد على تكوين طبقة أكسيد ملتصقة وكثيفة؛ تعمل إضافة الحديد على تثبيت هذا الغشاء ضد الانهيار تحت الماء المتدفق؛ والمنغنيز يحسن قابلية الصب واستقرار الفيلم. والنتيجة هي أنبوب يقاوم مياه البحر ورذاذ الملح ووسائط المعالجة الحمضية الخفيفة، مع معدل تآكل نموذجي أقل من 0.1 مم/سنة في التعرض البحري، ولهذا السبب يتم استخدام 95-5 من النحاس والنيكل على نطاق واسع في دوائر مياه البحر ومعدات نقل الحرارة حيث لا تتطلب المواصفات الكاملة 90-10. في المستندات التجارية، غالبًا ما تتم كتابة السبيكة على أنها BFe5-1.5-0.5 وفقًا لنظام تعيين المواد الصيني، وهي تتوافق مع UNS C70400 في نظام ASTM.
التركيب والسلوك الميكانيكي
| النحاس، النحاس | 90-93% الرصيد الاسمي |
| النيكل، Ni (بما في ذلك Co) | 5-7% |
| حديد، ف | 1.0-1.8% |
| المنغنيز، من | إضافة يمكن التحكم فيها من أجل ثبات الفيلم |
| الزنك، الزنك | 1.0% كحد أقصى |
| الرصاص، ص | 0.05% كحد أقصى |
| حِدّة | O61 صلب أو H55 خفيف -مرسوم |
| قوة الشد | يصلب حوالي 380 ميجا باسكال، ويرتفع إلى حوالي 585 ميجا باسكال في الظروف القاسية |
| قوة العائد | يصلب حوالي 120 ميجا باسكال، ويرتفع إلى حوالي 380 ميجا باسكال في الظروف القاسية |
| استطالة | حوالي 40% منها ملدنة، وتنخفض إلى حوالي 15% في الحالات المزاجية القاسية |
| كثافة | حوالي 8.8 جم/سم3 |
تصف قيم القوة المذكورة أعلاه النطاق الذي تحققه السبيكة عادةً عبر درجات الحرارة ويتم اقتباسها لدعم التصميم الأولي. قيم القبول الملزمة هي الحد الأدنى من قوة الشد، والحد الأدنى من قوة الخضوع، والحد الأدنى من الاستطالة التي يحددها ASTM B111 لرقم UNS المحدد وحالته المزاجية، ويتم ذكرها في شهادة اختبار المواد الصادرة مع كل دفعة.
التسامح الأبعاد
تقوم ASTM B111 بجدولة تفاوتات الأبعاد حسب القطر الخارجي وسمك الجدار. بالنسبة للأقطار الصغيرة والمتوسطة المستخدمة في خدمة المكثف والمبادل الحراري تطبق القيم التالية:
| القطر الخارجي يصل إلى 12 ملم | زائد أو ناقص 0.076 ملم |
| القطر الخارجي أكثر من 12 إلى 18 ملم | زائد أو ناقص 0.10 ملم |
| القطر الخارجي أكثر من 18 إلى 25 ملم | زائد أو ناقص 0.15 ملم |
| سمك الجدار 0.50 إلى 0.80 ملم | زائد أو ناقص 0.08 ملم |
| سمك الجدار 0.80 إلى 0.90 ملم | زائد أو ناقص 0.08 ملم |
| سمك الجدار 0.90 إلى 1.5 ملم | زائد أو ناقص 0.11 ملم |
| سمك الجدار 1.5 إلى 2.1 ملم | زائد أو ناقص 0.13 ملم |
| سمك الجدار 2.1 إلى 3.0 ملم | زائد أو ناقص 0.17 ملم |
| الطول يصل إلى 4500 ملم | زائد 2.4 ملم، ناقص 0 |
| الطول أكثر من 4500 إلى 6000 ملم | زائد 3.2 ملم، ناقص 0 |
| الطول أكثر من 6000 إلى 10000 ملم | زائد 4.0 ملم، ناقص 0 |
الخصائص الفيزيائية والحرارية
الكثافة: حوالي 8.8 جم/سم3، مما يعطي خط أنابيب أخف من المواصفات المكافئة 90-10 أو 70-30
الموصلية الحرارية: حوالي 50 واط/(م·ك) في درجة حرارة الغرفة، أعلى بكثير من الفولاذ المقاوم للصدأ
الموصلية الكهربائية: منخفضة مقارنة بالنحاس النقي، كما هو متوقع بالنسبة لسبائك النحاس-والنيكل، وهو ما لا يمثل قيدًا على واجب نقل الحرارة
الاستجابة المغناطيسية: غير مغناطيسية في الأساس-، لذا يمكن تطبيق طرق الفحص والفصل المغناطيسي دون أي تدخل
التصنيع: يتم تشكيله على البارد بسهولة، وموسع، وملحوم، وملحوم بالنحاس، مع اللحام القوسي المحمي بالغاز مما يوفر أفضل جودة للمفاصل الملحومة
الاختبار ومراقبة الجودة
يتم توريد الأنابيب وفقًا لمتطلبات اختبار ASTM B111: اختبار التيار الدوامي للطول الكامل للممارسة E243، والاختبار الهيدروستاتيكي لضغط الألياف المحدد بواسطة المعيار، واختبارات التمدد والتسطيح على العينات المأخوذة من الدفعة. يتم أخذ التحليل الكيميائي من القالب أو من الأنبوب النهائي حسب الحاجة، ويربطه الرقم الحراري الموجود على كل أنبوب بشهادة اختبار المادة. بالنسبة لخدمة مياه البحر، ينبغي مراجعة الشهادة مع محتويات الحديد والمنغنيز، لأن مزيج النيكل مع هذين العنصرين هو الذي يحدد مدى بقاء الطبقة الواقية في مياه التبريد الفعلية.
التطبيقات
الهندسة البحرية: أنابيب مياه البحر، وحزم أنابيب المكثف والمبادل الحراري، ومبردات مياه التشحيم والغلاف على السفن.
المنشآت البحرية: خطوط رفع مياه البحر ومعدات نقل الحرارة على منصات معرضة لرذاذ الملح المستمر.
تحلية ومعالجة المياه: المبخر وأنبوب التسخين المسبق حيث يكون محتوى السبائك المنخفض كافياً.
مصانع الطاقة والكيماويات: واجب المكثف والمبرد في وحدات توليد الطاقة والبتروكيماويات التي تتعامل مع المياه العدوانية بشكل معتدل.
التبريد وتكييف الهواء: ملفات المكثف والمبخر، حيث يتم استخدام كل من الموصلية الحرارية للسبيكة ومقاومة التآكل.
إرشادات الاختيار والتصنيع
اختر C70400 عندما يكون ماء التبريد عبارة عن مياه بحر أو مالحة ولكن الجهد معتدل، وانتقل إلى 90-10 C70600 أو 70-30 C71500 عندما يكون الماء ملوثًا، أو تكون السرعة عالية، أو يجب أن يتحمل الأنبوب التلوث بالكبريتيد. أثناء التصنيع، احتفظ بالأنبوب في حالة التلدين للتوسع في صفائح الأنبوب، وحماية التجويف من أوساخ الموقع، وتجنب خلط هذه السبيكة مع مكونات الفولاذ في دائرة مبللة دون الاهتمام بالاقتران الجلفاني. يجب إجراء التوصيلات الملحومة بعد عملية الدرفلة حيثما يسمح التصميم بذلك، ويجب التحكم في مدخلات الحرارة لتجنب فقدان درجة الحرارة الملدنة في منطقة المفصل.
التعليمات
س: ما هو ASTM B111 C70400؟
إنها درجة 95-5 من النحاس والنيكل التي يغطيها ASTM B111 لأنابيب المكثف غير الملحومة ومخزون الطويق، مع حوالي 5% نيكل و1.4% حديد في قاعدة نحاسية.
س: ما الفرق بين C70400 وC70600؟
يحتوي C70400 على حوالي 5% نيكل ويحتوي C70600 على 9.0-11.0% نيكل. يوفر محتوى النيكل الأعلى في C70600 مقاومة أفضل لمياه البحر الملوثة وذات السرعة العالية، في حين يظل C70400 مناسبًا للخدمة البحرية المعتدلة بتكلفة أقل للسبائك.
س: ما هي المزاجات المتاحة؟
O61 صلب للأنبوب الذي سيتم توسيعه إلى لوح أنبوب، وH55 ضوء-مرسوم للأنبوب الذي يحتاج إلى قوة أعلى. تحدد درجة الحرارة الحد الأدنى من الخواص الميكانيكية المعتمدة للدفعة.
س: ما هو سمك الأنبوب الذي يجب أن يكون عادةً؟
تستخدم خدمة المكثف والمبادل الحراري عادةً سماكة جدار تتراوح بين حوالي 0.5 مم و1.5 مم، ويجب أن يترك الاختيار بدلًا لمعدل التآكل المتوقع على مدار عمر التصميم.
س: هل يمكن لحام الأنبوب؟
نعم، باستخدام تقنية مناسبة للنحاس-والنيكل واللحام القوسي المحمي بالغاز يعطي أفضل النتائج. يتم أيضًا استخدام اللحام والنحاس على نطاق واسع لهذه السبيكة، خاصة للتركيبات والملفات الصغيرة.
س: كيف يتم التحقق من الأنبوب الذي تم تسليمه؟
يتم إجراء اختبار التيار الدوامي الكامل، والاختبار الهيدروستاتيكي، واختبارات التمدد والتسطيح القائمة على الدفعة، وتُبلغ شهادة اختبار المواد عن التركيب، والخواص الميكانيكية، ونتائج الاختبار غير المدمرة.
