يغطي ASTM B111 C70600 أنابيب النيكل النحاسية غير الملحومة- التي تحتوي اسميًا على 90% نحاس و10% نيكل، مع إضافات الحديد والمنغنيز التي تجعل الطبقة السطحية الواقية متينة في مياه البحر. يتم إنتاج الأنبوب للمكثفات السطحية والمبخرات والمبردات والمبادلات الحرارية الأخرى حيث تكون مياه البحر أو مياه مصبات الأنهار أو المياه المالحة هي وسط التبريد، ويتم توفيره في المزاج الصلب O61 للتدحرج إلى صفائح الأنبوب أو المزاج المسحوب بالضوء H55 - حيث تكون القوة الأعلى مطلوبة. يتم إدراج نفس السبيكة دوليًا باسم BFe10-1-1 في GB/T 8890، وCN102 في BS 2871، وC7060 في JIS H3300، وCuNi10Fe1Mn في DIN 1785.
سلوك التآكل في مياه البحر
تعتمد مقاومة 90/10 من النحاس-النيكل على طبقة رقيقة من الحديد-تحتوي على طبقة أكسيد تتشكل على السطح المبلل بمجرد تشغيل الأنبوب. توضح معدلات التآكل المبلغ عنها للسبائك كيفية تصرف الفيلم:
| ظروف السرعة الثابتة والمنخفضة، أقل من 1.5 م/ث | حوالي 0.02-0.03 ملم/سنة في محلول كلوريد الصوديوم 3.5% |
| التعرض العام لمياه البحر | عادة حوالي 0.025 ملم/سنة |
| سرعة الماء تصل إلى حوالي 3 م/ث | حوالي 0.035 مم/سنة، مع بقاء الفيلم سليمًا |
هناك ثلاثة شروط تزعج هذه الصورة ويجب مراعاتها في مرحلة التصميم. يؤدي تلوث الكبريتيد في مياه التبريد إلى تحطيم الطبقة الواقية ويمكن أن يؤدي إلى زيادة معدلات التآكل المحلي بشكل حاد، لذا فإن المياه الحاملة للكبريتيد- تتطلب إما حد سرعة أقل أو مواصفات أعلى للسبائك. تهاجم الأمونيا الموجودة في الماء السبيكة بشكل رئيسي في مساحة البخار وبسرعات محلية عالية، لذا تستحق أقسام إزالة هواء المكثف مراجعة منفصلة. وأخيرًا، تؤدي ظروف التدفق الراكدة أو المنخفضة إلى تقليل إمدادات الأكسجين اللازم للحفاظ على الغشاء، ولهذا السبب عادةً ما يتم تطهير أو تهوية المصارف والدوائر الاحتياطية بدلاً من تركها مليئة بمياه البحر.
التركيب الكيميائي
| النيكل، Ni (بما في ذلك Co) | 9.0-11.0% |
| حديد، ف | 1.0-1.8% |
| المنغنيز، من | 1.0% كحد أقصى |
| الزنك، الزنك | 1.0% كحد أقصى |
| الرصاص، ص | 0.05% كحد أقصى |
| النحاس، النحاس | الباقي |
الخواص الميكانيكية
| O61 صلب، قوة الشد، دقيقة | 40 كيلو لكل بوصة مربعة (275 ميجا باسكال) |
| O61 صلب، قوة الخضوع، دقيقة | 15 كيلو لكل بوصة مربعة (105 ميجا باسكال) |
| H55 ضوء-مرسوم، قوة شد، دقيقة | 45 كيلو لكل بوصة مربعة (310 ميجا باسكال) |
| H55 ضوء-مرسوم، قوة الخضوع، دقيقة | 35 كيلو لكل بوصة مربعة (240 ميجا باسكال) |
القيم الدنيا هي تلك التي تم تحديدها لشكل الأنبوب بواسطة ASTM B111، ويتم الإبلاغ عنها في شهادة اختبار المادة لكل حرارة. عندما يحدد المشروع أنبوبًا مرسومًا بالضوء-لمقاومة إنتاجية أعلى، يجب أن يسمح التصميم بتقليل ليونة التمدد لذلك المزاج عند دحرجة المفصل.
الخصائص الحرارية والفيزيائية
الكثافة: الوزن النوعي 8.94 أي ما يعادل حوالي 8.9 جم/سم3
الموصلية الحرارية: حوالي 45 واط/(م·ك) عند 20 درجة، أو حوالي 26 وحدة حرارية بريطانية/(قدم²·قدم·ساعة·درجة فهرنهايت) عند 68 درجة فهرنهايت
الموصلية الكهربائية: حوالي 9% IACS عند 68 درجة فهرنهايت
نطاق الانصهار: 1100-1149 درجة (2010-2100 درجة فهرنهايت)
معامل المرونة في التوتر: 18000 كيلو لكل بوصة مربعة؛ معامل الصلابة: 6,800 كيلو لكل بوصة مربعة
الاستجابة المغناطيسية: غير مغناطيسية-.
تختلف أرقام الموصلية المقتبسة للنحاس- والنيكل بين المراجع لأن الخصائص تعتمد على درجة الحرارة وعلى درجة حرارة القياس، لذلك يجب أن يوضح حساب التصميم دائمًا درجة الحرارة التي تنطبق عليها القيمة.
اختيار الأنبوب لواجب المبادل الحراري
يجب أن يغطي سمك الجدار بدل التآكل العام المتوقع بالإضافة إلى الوصلة الملفوفة، مع بدل إضافي عندما يواجه مدخل الأنبوب الماء الكاشط.
يجب ضبط السرعة بدرجة كافية للحفاظ على نظافة التجويف ومنخفضة بما يكفي للبقاء داخل نافذة ثبات الفيلم، ويجب مراجعة منطقة المدخل بشكل منفصل عن الجزء الأكبر من طول الأنبوب.
تباعد يربك واهتزاز التحكم في تباعد لوحة الدعم ؛ قد تبرر المسافات الأطول قوة الخضوع العالية للضوء-.
يجب أن تكون مادة صفائح الأنبوب وطلاءات صندوق الماء متوافقة مع الأنبوب لتجنب التسارع الجلفاني عند المفصل.
التفتيش والاختبار
يتم اختبار كل أنبوب بتيار إيدي على طوله الكامل للتمرين E243، ويتم اختباره هيدروستاتيكيًا لضغط الألياف المحدد في ASTM B111، ويتم أخذ عينات منه لاختبارات التمدد والتسطيح المأخوذة من الدفعة. تسجل شهادة اختبار المواد رقم الحرارة، والتحليل الكيميائي ضمن النطاقات المذكورة أعلاه، والخواص الميكانيكية التي تم تحقيقها مقابل الحد الأدنى من درجات الحرارة، ونتائج الاختبار غير المدمرة. بالنسبة لمشروع إعادة الأنابيب، يجب أن يقارن فحص الاستلام الشهادة مع مواصفات القطر الخارجي وسمك الجدار والمزاج، ويجب أن يسجل أي تلف في التعامل مع أطراف الأنبوب قبل بدء التثبيت.
التطبيقات
المكثفات السطحية البخارية في محطات الطاقة الساحلية والبحرية
سخانات محطة تحلية المياه المالحة وأقسام الاسترداد والسخانات المسبقة
مبردات السفن والمكثفات ودوائر خدمة مياه البحر
منصة بحرية لتبريد مياه البحر ومعالجة المبادلات الحرارية
المبادلات الحرارية لمصانع التكرير والكيماويات التي تستخدم التبريد بمياه البحر أو المياه المالحة
التعليمات
س: ما هو أنبوب ASTM B111 C70600؟
وهو عبارة عن أنبوب مبادل حراري من النحاس- غير الملحوم يحتوي على نيكل بنسبة 9.0-11.0% مع إضافات من الحديد والمنغنيز، ومغطى بمعيار ASTM B111 ونظيره ASME SB111.
س: ما مدى سرعة تآكل C70600 في مياه البحر؟
وتبلغ المعدلات النموذجية المبلغ عنها حوالي 0.025 مم/سنة في مياه البحر، مع قيم حوالي 0.02-0.03 مم/سنة بسرعة منخفضة وحوالي 0.035 مم/سنة بسرعات تصل إلى 3 م/ث بينما تظل الطبقة الواقية سليمة.
س: ماذا يحدث إذا كان ماء التبريد يحتوي على الكبريتيد؟
يزعج الكبريتيد الطبقة الواقية ويمكن أن يزيد من التآكل الموضعي بشكل كبير، لذا فإن الماء الحامل للكبريتيد-يتطلب حدًا منخفضًا للسرعة أو مواصفات أعلى للسبائك.
س: ما الفرق بين درجات الحرارة O61 وH55؟
يتم تلدين O61 بالكامل بقوة شد لا تقل عن 40 كيلو باسكال (275 ميجا باسكال) ويستخدم في المفاصل الموسعة؛ H55 خفيف-مرسوم بمقاومة شد أدنى تبلغ 45 كيلو بوصة مربعة (310 ميجا باسكال) وقوة إنتاج أدنى تبلغ 35 كيلو بوصة مربعة (240 ميجا باسكال) لقوة أعلى.
س: ما هي الدرجات المعادلة الموجودة في المعايير الأخرى؟
يسرد GB/T 8890 BFe10-1-1، ويسرد BS 2871 CN102، ويسرد JIS H3300 C7060 ويسرد DIN 1785 CuNi10Fe1Mn لنفس التركيبة 90/10.
س: كيف يتم اختبار الأنبوب قبل التسليم؟
اختبار التيار الدوامي الكامل للممارسة E243، والاختبار الهيدروستاتيكي وفقًا للمعايير، واختبارات التمدد والتسطيح على عينات الدفعة، وكلها موثقة في شهادة اختبار المواد.
