ASTM B111 وC44300 درجة النحاس الأميرالية
ASTM B111 هي مواصفات أنابيب النحاس وسبائك النحاس غير الملحومة للمكثفات والمبخرات والمبادلات الحرارية. UNS C44300 هي درجة النحاس الأميرالية ضمن تلك العائلة: سبيكة من النحاس-الزنك-القصدير تحتوي على حوالي 70% نحاس، 28% زنك و1% قصدير، مع إضافة صغيرة من الزرنيخ تمنع إزالة الزنك. يتم استخدام وثيقة ASME SB111 المطابقة لمعدات الضغط.
يقع النحاس الأميرالي بين النحاس العادي وسبائك النحاس-النيكل. إنه يوفر قوة أعلى ومقاومة أفضل للتآكل من النحاس الناعم، وموصلية حرارية أفضل من النحاس النيكل، وسعر يناسب حزم المكثف الكبيرة التي تعمل على المياه العذبة، ومياه أبراج التبريد، والمياه قليلة الملوحة. إنها المادة الكلاسيكية لمكثفات سطح البخار وصناديق المياه للمبادلات الحرارية الصناعية.
التركيب الكيميائي
| عنصر | متطلبات، ٪ |
|---|---|
| نحاس | 70.0 - 73.0 |
| الزنك | الباقي، اسميًا 27 - 29 |
| القصدير | 0.9 - 1.2 |
| الزرنيخ | 0.02 - 0.06، تمت إضافته لمنع إزالة الزنك |
| حديد | 0.06 كحد أقصى |
| يقود | 0.07 كحد أقصى |
إضافات القصدير والزرنيخ هي ما يفصل النحاس الأميرالي عن النحاس العادي 70/30. يعمل القصدير على تحسين مقاومة الاصطدام وإزالة الزنك، بينما يعمل الزرنيخ كمثبط كاثودي يحافظ على الزنك في المحلول بدلاً من السماح له بالتسرب من المعدن. يتم تثبيت الحديد والرصاص في أسقف منخفضة بحيث يظل الأنبوب سليمًا وقابلاً للتشكيل.
الخواص الميكانيكية والفيزيائية
| ملكية | القيمة، حالة صلب |
|---|---|
| قوة الشد | 310 - 450 ميجا باسكال |
| قوة الخضوع، تمديد 0.5% | حوالي 125 ميجا باسكال |
| استطالة في 50 ملم | 30% دقيقة |
| صلابة | حوالي 65 ريال |
| كثافة | حوالي 8.53 جم/سم3 |
| الموصلية الحرارية | حوالي 110 واط/(م·ك) |
يتم توفير الأنبوب عادةً في التصنيف الصلب الملدن O61 للأطوال المستقيمة، وفي حالة مسحوبة بالضوء أو منحنية على شكل حرف U - حيث يتم تركيب الحزمة كتجميع نهائي. يتوسع المزاج الملدن بشكل موثوق في صفائح الأنابيب ويتحمل كمية صغيرة من العمل البارد الذي يفرضه توسيع الأسطوانة.
نطاق الحجم وحالة العرض
| المعلمة | يتراوح |
|---|---|
| القطر الخارجي | 6 ملم إلى 80 ملم |
| سمك الجدار | 0.7 ملم إلى 3.5 ملم |
| الأطوال | أطوال مستقيمة تصل إلى حوالي 12 مترًا، أو مقطوعة لرسم المكثف |
| خيار الانحناء -U | U-حزم منحنية بأطوال أرجل متطابقة وأنصاف أقطار منحنية |
| حِدّة | صلب O61 كمعيار، وأعصاب أخرى بالاتفاق |
يتم تزويد الحزم عادةً بنهايات الأنبوب النهائية لفتحة صفائح الأنبوب وبثنيات خالية من البيضاوية والتجاعيد. يتم تعبئة الأنابيب في أغلفة خشبية مع حماية التجاويف، لأن التجويف التالف هو نقطة البداية للتآكل الموضعي أثناء الخدمة.
تطبيقات المكثفات وتحلية المياه والمبادلات الحرارية
المكثفات السطحية البخارية في محطات الطاقة والمنشآت الصناعية.
معالجة وفائدة المبادلات الحرارية على برج التبريد أو مياه النهر.
المبخرات والتقطير وسخانات المياه.
أنظمة التبريد البحرية والبحرية على المياه العذبة والدوائر قليلة الملوحة.
مبردات الزيت والمبردات اللاحقة والمبادلات الحرارية لزيت التشحيم.
أجهزة التسخين والمكثفات في محطات تحلية المياه حيث تكون مستويات الكلوريد معتدلة.
أثناء الخدمة، تشكل السبيكة طبقة سطحية واقية يتم تجديدها باستمرار، ويساعد محتوى القصدير الطبقة على مقاومة التدفق المضطرب عند نهاية مدخل الأنبوب، وهي النقطة التي تبدأ فيها معظم حالات فشل الاصطدام. بالنسبة للخدمة الكاملة في مياه البحر بسرعة عالية، تظل درجات النيكل النحاسي- مثل C70600 وC71500 هي الاختيار الأكثر أمانًا، ويُفضل الاحتفاظ بالنحاس الأميرالي لمياه التبريد العذبة أو قليلة الملوحة أو المعتدلة.
سلوك التآكل وسرعات التصميم
يقاوم النحاس الأميرالي المياه العذبة والمياه قليلة الملوحة ومياه الأنهار الملوثة، كما أن إضافة الزرنيخ تمنحه مقاومة جيدة لإزالة الزنك في معظم المياه. إنه غير مناسب لمكثفات الأمونيا-، أو للمياه التي تحتوي على نسبة عالية من بقايا الكلور الحر، أو للخدمات التي تحتوي على مواد كاشطة معلقة. عادةً ما تقتصر السرعات التصميمية في مياه البحر النظيفة على حوالي 1.5 م/ث ويتم ضبطها على مستوى أقل حيث تحمل المياه الرمال، بينما تسمح السرعات المنخفضة جدًا للرواسب بالاستقرار والتسبب في هجوم تحت-الرواسب. تساعد الحماية الكاثودية في صندوق الماء وتصحيح الحواجز على إطالة عمر الأنبوب.
التصنيع والتركيب والفحص
يتم توسيع الأنبوب إلى صفائح أنابيب باستخدام موسع أسطواني، أو لفه ثم لحامه بإحكام حيث يلزم وجود وصلة محكمة التسرب بالكامل-. تتشكل انحناءات U- على شياق، وحيثما يكون نصف قطر الانحناء محكمًا، يتبع ذلك تصلب تخفيف الضغط لإزالة العمل البارد الذي قد يجعل الانحناء حساسًا للضغط -التكسير الناتج عن التآكل. يتم استخدام اللحام والنحاس في التوصيلات الصغيرة، ويفضل استخدام معادن الحشو الحاملة للفضة- حيث تشهد الوصلة درجة حرارة مرتفعة. يجب أن يؤدي التنظيف بعد التصنيع إلى إزالة جميع آثار التدفق والزيت والخراطة.
يتم فحص الأنبوب النهائي للأبعاد، وسمك الجدار، والانتهاء من السطح والسلامة الداخلية، مع معيار اختبار التيار الدوامي لحزم المكثف، واختبار هوائي أو هيدروستاتيكي يستخدم لإثبات الضيق، واختبار الشد والصلابة المستخدم لتأكيد الحالة المزاجية. تصاحب كل عملية تسخين شهادة اختبار المطحنة وفقًا لـ EN 10204 3.1، ويتم تقديم فحص من طرف ثالث لعقود محطة الطاقة وحوض بناء السفن.
التعليمات
س: ما الذي يجعل النحاس الأميرالي مختلفًا عن النحاس العادي؟
تعمل إضافة القصدير على تحسين مقاومة التآكل وإزالة الزنك، وتمنع إضافة الزرنيخ الترشيح الانتقائي للزنك. معًا يجعلان C44300 أكثر متانة بكثير من النحاس العادي بنسبة 70/30 في خدمة مياه التبريد.
س: هل C44300 مناسب لمياه البحر؟
إنها مناسبة لمياه البحر قليلة الملوحة والعدوانية بسرعة يمكن التحكم فيها. بالنسبة لمياه البحر عالية السرعة أو شديدة التهوية، فإن درجات النحاس- والنيكل C70600 وC71500 هي المواد الموصى بها.
س: ما هو حد السرعة المطبق في مياه البحر النظيفة؟
يتم الاحتفاظ بسرعات التصميم بشكل عام عند حوالي 1.5 م/ث ويتم تقليلها حيث يحمل الماء الرمال أو الهواء المحبوس. يتم أيضًا تطبيق الحد الأدنى من السرعة لتجنب ترسب الرواسب على جدار الأنبوب.
س: كيف يتم ربط الأنابيب النحاسية بصفائح الأنابيب؟
وهي عبارة عن أسطوانة ممتدة في فتحات الأنبوب، مع أو بدون لحام الختم. يتم التحكم في التوسيع لتجنب -التدحرج الزائد، والذي يمكن أن يترك إجهاد شد متبقيًا ويقصر عمر الأنبوب.
س: لماذا تشمل المواصفات الزرنيخ؟
الزرنيخ عبارة عن إضافة مثبطة متعمدة تمنع إزالة الزنك، وهو التآكل الانتقائي لمرحلة الزنك الذي قد يؤدي إلى ثقب الأنبوب النحاسي في الماء العدواني.
س: ما هو الاختبار الذي يتم توفيره مع حزمة المكثف؟
التحقق من الأبعاد وسمك الجدار، ونتائج الشد والصلابة، وفحص التيار الدوامي للطول الكامل، واختبار الضيق الهيدروستاتيكي أو الهوائي وشهادة اختبار المطحنة وفقًا لـ EN 10204 3.1 الصادرة برقم الحرارة.
