ما هو الأكسجين-النحاس الحر وسبب أهميته
النحاس الخالي من الأكسجين-يسمى أيضًا النحاس-النحاس الخالي من الموصلية الحرارية العالية، وهو عبارة عن نحاس مطاوع ذو موصلية حرارية عالية-تم تكريره كهربائيًا-بحيث يتم الاحتفاظ بمحتوى الأكسجين المتبقي بنسبة 0.001% أو أقل. الأكسجين هو المادة المتبقية الأكثر ضررًا في النحاس عالي التوصيل-: فهو موجود على شكل جزيئات أكسيد النحاسوز عند حدود الحبيبات، وهو يقلل من التوصيل الكهربائي والحراري، ويسبب التقصف عند تسخين المعدن في جو محمل بالهيدروجين-. تؤدي إزالته إلى إنتاج معدن بدرجة نقاء تصل إلى 99.99% من النحاس، مع الحد الأدنى من محتوى العناصر الأجنبية والحد الأقصى من الموصلية التي يمكن أن يوفرها العنصر النقي.
C10100 OFHC الكيمياء والموصلية
| ملكية | قيمة C10100 OFHC |
|---|---|
| محتوى النحاس، بما في ذلك الفضة | 99.99% كحد أدنى |
| محتوى الأكسجين | 0.0005% كحد أقصى |
| ممارسة إزالة الأكسدة | لا إزالة الأكسدة الفوسفور. يتم الوصول إلى سقف الأكسجين المحدد عن طريق الصب والمعالجة التي يتم التحكم فيها |
| الموصلية الكهربائية | ما يزيد عن 101% IACS عند التلدين الكامل |
يعد التباين مع النحاس عالي الفوسفور المؤكسد أمرًا مهمًا. تحمل درجات مثل C12200 إضافات فسفورية متعمدة في نطاق 0.015% إلى 0.040%، مما يحمي من تقصف الهيدروجين ولكنه يكلف عدة نقاط مئوية من الموصلية. يحتفظ النحاس الخالي من الأكسجين - بكلتا الخاصيتين: لا توجد مرحلة أكسيد متبقية تؤدي إلى هشاشة المعدن ولا يوجد مادة مذابة تقلل من الموصلية. هذا المزيج هو السبب وراء تحديد C10100 للأجهزة ذات-التفريغ العالي، وأهداف التناثر، ومكونات المسرعات، وموصلات التيار-العالية.
ASTM B111 وASTM B188: اختيار معيار المنتج
يغطي ASTM B111 أنابيب النحاس وسبائك النحاس- غير الملحومة للمكثفات والمبادلات الحرارية والخدمات العامة، وهي المواصفات المعتادة عند استخدام الأنابيب في مهام التبريد أو نقل الحرارة. يغطي ASTM B188 الأنابيب والأنابيب النحاسية غير الملحومة، وهو الوثيقة المرجعية عند استخدام الأنبوب كموصل كهربائي في ساحات التبديل أو المحطات الفرعية أو تشغيل الحافلات. يتم أيضًا طلب الأنبوب الدائري لخدمة الضغط وفقًا لمعيار ASTM B75، بينما يتبع أنبوب تكييف الهواء والتبريد ASTM B88 والأنابيب النحاسية العامة للسباكة تتبع ASTM B280. كثيرًا ما يضيف المشترون الأوروبيون المعيار EN 1057 كمرجع الأبعاد لأنابيب النحاس المستديرة.
المقاسات والطباعات والأشكال المتوفرة
| غرض | يتراوح |
|---|---|
| القطر الخارجي | 1/4 بوصة إلى 10 بوصة (13.7 ملم إلى 273 ملم) |
| سمك الجدار | 1.65 ملم إلى 25 ملم |
| طول | 3 م، 6 م، 12 م، أو القطع إلى 0.5 م - 20 م |
| حِدّة | صلب ناعم، نصف صلب، مرسومة بقوة، مرسومة بالضوء |
| النماذج | الأنبوب الدائري، أنبوب الحافلة، أنبوب الحافلة، الملف، المقطع الشعري والمستطيل |
| الدرجات ذات الصلة المشتركة | C10100, C10200, C10300, C10400, C10500, C10700, C11000, C11300, C11400, C11600, C12000 |
بالنسبة للتطبيقات العلمية وتطبيقات الفراغ، يتم تزويد الأنبوب عادةً بمادة ملدنة ناعمة بحيث يمكن ثنيها ولحمها بالنحاس دون أن تتشقق. يتم توفير أنبوب الناقل في حالة صلبة أو نصف صلبة لتوفير صلابة كافية على مسافات طويلة غير مدعومة.
تطبيقات في خدمات الكهرباء والفراغ والطاقة
شريط الحافلات وأنبوب الحافلات في المحطات الفرعية وساحات التبديل والمحولات الصناعية الكبيرة، حيث تؤثر كل نقطة توصيل على خسائر I2R.
معدات ترسيب البلازما والرش، حيث تحافظ التقلبات النسبية المنخفضة تحت الفراغ العالي على نظافة حجرة التفريغ.
الدليل الموجي لمسرع الجسيمات ومكونات التجويف، حيث تحدد التوصيل الحراري مدى سرعة التخلص من الحرارة في الهيكل.
تتطلب مشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية ونقل الطاقة موصلات خالية من الأكسجين-لعمر خدمة طويل.
مكونات مسار إشارة الصوت والفيديو عالية الدقة-، حيث يتم تقدير التوصيلية المتسقة.
فرن الفراغ ومعدات شعاع الإلكترون، حيث يمنع التحرر من شوائب الأكسيد إطلاق الغازات والتقصف.
تفاصيل الفحص والاختبار والطلب
عادةً ما يذكر مشترو الأنابيب النحاسية الخالية من الأكسجين -مواصفات الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM) وسنة الإصدار، ورقم UNS النحاسي، ودرجة الحرارة، والأبعاد والشكل، والطول والكميات، وأي متطلبات تعبئة خاصة. يشتمل جدول الاختبار المتفق عليه عادةً لأنبوب الضغط على اختبار الانحناء، واختبار حساسية التقصف الهيدروجيني المستخدم للكشف عن أكسيد النحاسوز المتبقي، والفحص المجهري، واختبار التوتر واختبار التيار الدوامي - للأنبوب النهائي. يتم إصدار شهادة وتقرير اختبار المطحنة لكل دفعة.
يتم ترتيب التغليف حسب الحجم والتركيب والحالة بحيث يمكن تحديد كل وحدة شحن من خلال أمر الشراء أو درجة السبائك أو الحالة المزاجية أو الأبعاد أو الطول أو عدد القطع والوزن.
يتم تغطية نهايات الأنبوب ويتم حماية السطح من التلف والتلوث بالحديد.
عندما يشتمل التطبيق على التلدين بالهيدروجين أو الغلاف الجوي المختزل، يجب على المشتري التأكد من اختيار مادة خالية من الأكسجين -بدلاً من درجة طبقة صلبة.
الأسئلة المتداولة
س: ما الذي يرمز إليه OFHC؟
الأكسجين-موصلية حرارية عالية، وأحيانًا أكسجين مكتوب-موصلية حرارية عالية. وهو يصف النحاس مثل C10100 بسقف أكسجين يبلغ 0.0005% وموصلية أعلى من 101% IACS.
س: ما هي كمية الأكسجين المسموح بها في C10100؟
الحد الأقصى للمواصفات هو 0.0005% أكسجين، وهو ترتيب من حيث الحجم أقل من حد 0.001% المطبق عادة على C10200، ويتم إنتاج المادة دون إزالة الأكسدة الفوسفور.
س: لماذا يقاوم النحاس الخالي من الأكسجين -التقصف الهيدروجيني؟
التقصف في النحاس الصلب يأتي من تفاعل الهيدروجين مع جزيئات أكسيد النحاسوز عند حدود الحبوب. مع وجود الأكسجين تحت السقف المحدد، لا توجد مرحلة أكسيد للتفاعل، لذلك يمكن لحام المعدن أو تلدينه في أجواء مخفضة.
س: متى يجب استخدام C12200 بدلاً من C10100؟
يعد النحاس عالي الفوسفور منزوع الأكسدة C12200 خيارًا أقل تكلفة-لأعمال السباكة وأنابيب المياه العامة حيث لا يتطلب الأمر أعلى درجة توصيلية. يتم تحديد C10100 عندما يكون التوصيل الكهربائي أو الحراري، أو نظافة الفراغ، أو تقليل التعرض للغلاف الجوي- أمرًا بالغ الأهمية.
س: ما هي الاختبارات التي تثبت أن الأنبوب خالي تمامًا من الأكسجين-؟
يعد اختبار قابلية التقصف الهيدروجيني جنبًا إلى جنب مع الفحص المجهري لأكسيد النحاسوز، المدعوم بشهادة كيميائية للجبس، هو الدليل القياسي. إيدي-اختبار التيار والشد يكمل التحقق الميكانيكي.
س: هل يمكن لحام الأنابيب النحاسية الخالية من الأكسجين-؟
نعم. إنه ملحوم وملحوم بسهولة، كما أن المحتوى المتبقي المنخفض يعمل في الواقع على تحسين اتساق مجمع اللحام مقارنةً بالنحاس الحامل للأكسجين-.
