نطاق ASTM B68 ودرجة C11000
ASTM B68 هي مواصفات الأنابيب النحاسية غير الملحومة المتوفرة في الحالة الملدنة الساطعة للمبادلات الحرارية والمكثفات والمبخرات ومعدات التبريد وخدمة نقل الحرارة المماثلة. فهو يعمل على إصلاح الحدود الكيميائية، والمزاج الملدن بحجم الحبوب الذي يمكن التحكم فيه، وتفاوتات الأبعاد والاختبارات الميكانيكية وغير المدمرة التي يجب أن يجتازها الأنبوب النهائي. يتم إصدار الوثيقة بالتوازي باسم ASME SB68.
يعتبر النحاس ذو الدرجة القوية التحليلية C11000 هو النحاس الكلاسيكي عالي النقاء-: بنسبة لا تقل عن 99.90% من النحاس والفضة، مع الاحتفاظ بالأكسجين عند مستوى خاضع للرقابة كجزء من عملية الصهر. نظرًا لعدم إضافة أي عنصر إزالة الأكسدة، تم تحديد C11000 للخدمة الكهربائية والحرارية بدلاً من اللحام- بالتصنيع الثقيل. عادةً ما يتم طلب الأنابيب في هذه الدرجة وفقًا لمعيار ASTM B75 لخدمة الأنابيب غير الملحومة العامة وASTM B280 لأعمال تكييف الهواء والتبريد؛ تنطبق متطلبات المزاج الملدن اللامع وحجم الحبوب لـ B68 عليها جميعًا.
التركيب الكيميائي للنحاس C11000 ETP
| عنصر | متطلبات |
|---|---|
| النحاس بالإضافة إلى الفضة | 99.90% كحد أدنى |
| الأكسجين | 0.02 - 0.04 % نموذجي، يتم التحكم فيه كجزء من ممارسة الذوبان |
| الفوسفور | غير محدد؛ يضاف الفوسفور فقط في الدرجات المؤكسدة |
| عناصر أخرى، المجموع | 0.10% كحد أقصى |
أفراد العائلة منزوع الأكسدة عبارة عن درجات منفصلة: C12000 (DLP) وC12200 (DHP) يحملون الفوسفور في النطاق 0.004 - 0.040 % ويتم اختيارهم عندما يجب أن يكون الأنبوب ملحومًا أو ملحومًا. لا ينبغي استبدال C11000 بتلك الدرجات في التجميعات النحاسية دون الاتفاق، لأن الأكسجين الموجود يمكن أن يتفاعل مع الهيدروجين عند درجة حرارة عالية.
الخصائص الفيزيائية والميكانيكية
| ملكية | قيمة |
|---|---|
| كثافة | 8.94 جم/سم3 |
| نقطة الانصهار | 1,083 درجة |
| الموصلية الحرارية | 394 W/(m·K) |
| الموصلية الكهربائية | 100% IACS الاسمية |
| معامل التمدد الحراري | 17.0 ميكرومتر/(mK)، 20 - 300 درجة |
| حالة | قوة الشد | قوة العائد | استطالة | صلابة |
|---|---|---|---|---|
| صلب (ناعم) | 220 - 275 ميجا باسكال | حوالي 180 ميجا باسكال | 45 - 50 % | 35 - 45 إتش آر بي |
| العمل البارد (الصعب) | 275 - 345 ميجا باسكال | 250 - 300 ميجا باسكال | 5 - 10 % | 60 - 80 إتش آر بي |
القيم المذكورة أعلاه نموذجية للأنبوب التجاري؛ يعتمد القبول على متطلبات المزاج الخاصة بالمعيار المقتبس في الطلب. يُفضل استخدام الأنبوب الملدن ذو الحجم الحبيبي الناعم والموحد لعمل المبادل الحراري لأنه يتوسع بشكل نظيف في صفائح الأنابيب ويقاوم التعب الحراري.
تصميم المبادل الحراري وملاحظات الخدمة
بفضل الموصلية الحرارية التي تبلغ حوالي 394 وات/(م·ك)، أي ما يقرب من عشرة أضعاف الموصلية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، يتيح أنبوب C11000 حزمة مدمجة ودرجة حرارة اقتراب منخفضة، ولهذا السبب يظل النحاس هو الاختيار القياسي للمياه-المكثفات المبردة والمشعات والمبردات ومبردات العمليات التي تعمل على المياه العذبة أو المياه الصناعية شديدة العدوانية.
أنبوب النحاس غير مناسب لخدمة الأمونيا أو الأمينات أو الأسيتيلين؛ هذه الوسائط تهاجم المعدن مباشرة.
يمكن أن يحدث التقصف الهيدروجيني عند تسخين النحاس الحامل للأكسجين إلى ما يزيد عن 370 درجة تقريبًا في جو مختزل، لذلك يجب تحديد التلدين في جو وقائي بشكل صحيح.
عندما يتم تركيب الأنبوب النحاسي في غلاف فولاذي، يجب إدارة الزوجين الجلفانيين باستخدام حشوات عازلة أو أنودات أو صندوق ماء مطلي.
جودة المياه مهمة أكثر من جدار الأنبوب: يجب مراجعة درجة الحموضة ومستوى الكلوريد والأكسجين المذاب والمواد الصلبة العالقة قبل تثبيت المادة.
التصنيع والانضمام والتركيب
تتميز السبيكة بأنها قابلة للسحب للغاية ويمكن ثنيها وتوسيعها وتمريرها ولفها لتشكيلها دون صعوبة. يتم إجراء التلدين بين حوالي 400 درجة و650 درجة في جو متحكم فيه، يليه التبريد السريع. يوفر اللحام الناعم وصلات موثوقة في أنظمة المياه الصالحة للشرب وذات درجات الحرارة المنخفضة-؛ يتم استخدام مختلط الفضة عندما تكون هناك حاجة إلى قوة وصل أعلى ومقاومة لدرجة الحرارة، حيث تقتصر سبائك النحاس الحاملة للفسفور - على وصلات النحاس-إلى-النحاس. عندما يكون اللحام مطلوبًا، يتم استخدام معدن حشو النحاس غير المؤكسد ودرع غاز خامل، ويتم تنظيف منطقة الوصلة قبل اللحام وبعده. يجب أن تكون أطراف الأنبوب مثقوبة ومزيلة للأزيز، وأن يتم شطف النظام لإزالة بقايا التدفق، والتي تكون عدوانية إذا تركت في مكانها.
نقاط التفتيش والجودة
يتم فحص الأنبوب النهائي للتأكد من الأبعاد والاستقامة وحالة السطح والسلامة، مع استخدام اختبار التيار الدوامي للكشف عن عيوب الجدار وتطبيق الاختبار الهيدروستاتيكي حيثما يحدده الأمر. اختبار الشد وفقًا للمعايير ذات الصلة، وتقييم حجم الحبوب وفحص الصلابة يدعم المتطلبات الميكانيكية. يتم إصدار شهادة اختبار المطحنة وفقًا لـ EN 10204 3.1 مع كل دفعة، كما يتوفر تعريف إيجابي للمادة لحزم المكثف المهمة.
التعليمات
س: هل C11000 مناسب لحزمة المبادل الحراري؟
نعم. إن موصليتها الحرارية العالية جدًا تجعلها فعالة واقتصادية للمياه العذبة والمياه المعالجة والعديد من-السوائل غير العدوانية. بالنسبة لمياه البحر، يُفضل استخدام درجات النحاس- والنيكل مثل C70600 أو C71500 لأنها تقاوم التآكل والاصطدام بشكل أفضل.
س: لماذا تتطلب المواصفات التحكم في محتوى الأكسجين؟
يعد الأكسجين جزءًا من ممارسة ذوبان طبقة الصوت الصلبة بالتحليل الكهربائي ويحسن بنية المصبوب والسلوك الكهربائي. يجب أن يبقى ضمن الحدود لأن الأكسجين الزائد يشكل شوائب أكسيد هشة ولأن الأكسجين-النحاس الحامل حساس للهيدروجين عند درجة حرارة مرتفعة.
س: ما الفرق بين C11000 وC12200؟
C12200 عبارة عن نحاس منزوع الأكسدة مفسف يحتوي على 0.015 - 0.040 % فوسفور، مما يجعله مناسبًا للنحاس واللحام. لا يحتوي C11000 على مزيل الأكسدة المتعمد ويوفر موصلية كهربائية أعلى قليلاً، لذلك يتم استخدامه لأجزاء -حمل التيار ونقل الحرارة-.
س: ما هو المزاج الذي ينبغي طلبه للأنبوب الموسع؟
يتوسع الأنبوب الملدن ذو حجم الحبوب الدقيقة المتحكم فيه بشكل أكثر موثوقية وهو الاختيار القياسي لمفاصل صفائح الأنابيب. تُستخدم درجات الحرارة الأكثر صلابة عندما تكون مقاومة التآكل أو الصلابة الميكانيكية أكثر أهمية من سلوك التمدد.
س: هل تعاني الأنابيب النحاسية من التشقق الناتج عن الإجهاد-والتآكل؟
يعتبر النحاس النقي محصنًا ضد التشقق الموسمي الناتج عن الأمونيا والذي يؤثر على النحاس الأصفر، لذا فهو خيار آمن للعديد من البيئات الصناعية. يعد التآكل العام بواسطة محاليل الأمونيا مسألة منفصلة ويجب تقييمه بالنسبة لسائل العملية المحدد.
س: ما هي المعايير التي ينبغي ذكرها في أمر الشراء؟
اقتبس مواصفات ASTM أو ASME، ودرجة UNS، ودرجة الحرارة، والقطر الخارجي وسمك الجدار، ونمط الطول وأي متطلبات اختبار إضافية مثل فحص التيار الدوامي أو حجم حبة معين.
