أنابيب المكثف النحاسي والألومنيوم C68700 لمياه التبريد عالية السرعة
C68700 عبارة عن نحاس ألومنيوم مثبط: سبيكة زنك نحاسية - تحمل الألومنيوم من أجل القوة وثبات الغشاء، بالإضافة إلى إضافة زرنيخ صغيرة تمنع إزالة الزنك. توجد هذه الدرجة لوظيفة واحدة تتطلب جهدًا كبيرًا، حيث يتم نقل مياه التبريد بسرعة وقوة عبر مكثف لعقود من الزمن دون تسرب. عندما تؤثر السرعة والمواد الصلبة العالقة والملح المذاب على الأنبوب في نفس الوقت، تفقد سبائك النحاس العادي المعدن من التجويف، ويحتفظ C68700 بجداره.
محتوى الألومنيوم هو ما يمنح السبيكة مقاومتها لهجوم الاصطدام. فهو يشكل طبقة أكسيد رقيقة ومتماسكة على الجانب المائي، ويمنع مثبط الزرنيخ الزنك من الذوبان بشكل انتقائي خلال نفس الطبقة. هذا المزيج هو السبب في أن النحاس الأصفر المصنوع من الألومنيوم أصبح المادة القياسية لأنابيب المكثف في محطات الطاقة البخارية والمحطات البحرية ومنشآت تحلية المياه.
كيمياء السبائك
القيم الواردة أدناه هي حدود مواصفات السبائك المطاوع، بالنسبة المئوية للوزن. النحاس بالإضافة إلى إجمالي العناصر المذكورة هو 99.5 بالمائة كحد أدنى، وقيمة النحاس تشمل الفضة.
| عنصر | المحتوى (بالوزن٪) | غاية |
|---|---|---|
| نحاس | 76.0 - 79.0 | المعادن الأساسية؛ يحمل الحرارة ويحدد احتمالية التآكل |
| الألومنيوم | 1.8 - 2.5 | يشكل طبقة واقية تقاوم هجوم الاصطدام |
| الزرنيخ | 0.02 - 0.06 | المانع الذي يمنع إزالة الزنك |
| يقود | 0.07 كحد أقصى | المتبقية؛ أبقى منخفضًا بالنسبة لواجب مياه البحر |
| حديد | 0.06 كحد أقصى | المتبقية؛ يتم التحكم فيها لحماية الليونة |
| الزنك | توازن | عنصر تقوية |
التسميات القياسية
| نظام | تعيين | نِطَاق |
|---|---|---|
| أونس | C68700 | نحاس ألومنيوم مثبط، مطاوع |
| أستم | B111/B111M | مكثف ومبخر وأنبوب مبادل حراري غير ملحوم |
| أستم | B395/B395M | U-مبادل حراري سلس وأنبوب مكثف |
| ASME | SB111، SB395 | مواصفات ASME المكافئة لخدمة الضغط |
| البريطانية وISO | CZ110، CuZn22Al2 | المعادلات الوطنية والدولية لنفس السبيكة |
ونظرًا لأن السبيكة تظهر في أكثر من نظام واحد، فيجب أن يذكر أمر الشراء المعيار الذي يحكم الفحص والتفاوتات بالإضافة إلى السبيكة نفسها. لا يزال من الممكن أن يختلف الأنبوبان اللذان يحملان نفس علامة C68700 في الحالة المزاجية وحجم الحبوب ونظام الاختبار.
البيانات الميكانيكية والفيزيائية
اثنين من المزاجين يغطيان معظم أعمال المكثف. يعتبر الأنبوب في الحالة الملدنة هو الاختيار المعتاد لخدمة مياه البحر نظرًا لأن الهيكل المعاد بلورته بالكامل قابل للتشكيل ومقاوم للتآكل الناتج عن الإجهاد في البيئات الحاملة للأمونيا-. الأنبوب المزود بحجم حبيبات دقيق يمكن التحكم فيه، في منطقة اسمية تبلغ 0.025 مم، يوفر قوة أعلى لنفس الجدار.
| ملكية | قيمة | حالة |
|---|---|---|
| قوة الشد | حوالي 415 ميجا باسكال (60 كيلو باسكال) نموذجي | الأنبوب، حجم الحبوب الاسمي 0.025 مم |
| قوة الخضوع، تمديد 0.5% | حوالي 186 ميجاباسكال (27 كيلوواط) نموذجي | الأنبوب، حجم الحبوب الاسمي 0.025 مم |
| استطالة | حوالي 55% نموذجية | الأنبوب، حجم الحبوب الاسمي 0.025 مم |
| قوة الشد، الحد الأدنى | 345 ميجا باسكال (50 كيلو باسكال) | أنبوب صلب |
| قوة الخضوع، الحد الأدنى | 125 ميجا باسكال (18 كيلو باسكال) | أنبوب صلب |
| كثافة | 8.33 جم/سم3 | درجة حرارة الغرفة |
| نطاق الانصهار | 932 - 971 C من الصلبة إلى السائلة | ضغط الغرفة |
| الموصلية الحرارية | حوالي 100 واط/م ك عند 20 درجة مئوية | درجة حرارة الغرفة |
| الموصلية الكهربائية | 23% إياكس | درجة حرارة الغرفة |
| معامل التمدد الحراري | 18.5 × 10-6 لكل C، 20 - 300 C | درجة حرارة الغرفة إلى درجة حرارة الخدمة |
تشرح الأرقام سبب استخدام السبيكة كسطح لنقل الحرارة. تعتبر الموصلية الحرارية عالية بما يكفي لجدران المكثف الرفيعة لتحريك الحرارة بكفاءة، في حين أن التمدد معتدل ويمكن التنبؤ به، لذلك تظل وصلات الأنابيب إلى الأنابيب مشدودة خلال الدورات الحرارية العادية لمحطة الطاقة.
لماذا-تعتبر مياه التبريد عالية السرعة هي الحالة الصعبة
يتركز هجوم الاصطدام عند مدخل الأنبوب، حيث يؤدي الاضطراب والهواء المحبوس إلى تجريد الطبقة الواقية. يقاوم نحاس الألومنيوم هذا التخفيف الموضعي بشكل أفضل من النحاس غير المقيد.
التآكل-يتطور التآكل أسفل الانحناءات والحواجز والتقلصات المفاجئة. تعتبر هندسة الأنبوب الجيدة وتباعد الدعم الصحيح لا تقل أهمية عن اختيار السبائك.
تعتبر المياه الملوثة أو المحملة بالكبريتيد-أكثر عدوانية من مياه البحر النظيفة وستؤدي إلى تقصير عمر الأنبوب مهما كانت الدرجة المناسبة.
الأمونيا الموجودة في بعض المكثفات وفي دوائر التبريد المغلقة تهاجم سبائك النحاس المجهدة. ولذلك يتم توفير الأنبوب صلبًا وخاليًا من الإجهاد المتبقي الضار.
يتم تحديد حدود السرعة من خلال إرشادات التصميم للمكثفات السطحية كدالة لمواد الأنبوب ونوعية المياه ودرجة الحرارة، ويجب احترامها بدلاً من افتراضها.
التطبيقات النموذجية
أنابيب مكثف لمياه التبريد-عالية السرعة، بما في ذلك مكثفات محطات الطاقة البحرية والبرية-.
أنظمة تبريد مياه البحر على السفن والمنصات البحرية والمحطات الساحلية.
محطات تحلية المياه ومرافق معالجة المياه المالحة.
تعرض أنابيب المبخر وجهاز التقطير والمبادل الحراري للمياه المضطربة أو الملوثة.
دوائر التبريد الصناعية التي تعمل على توزيع المياه قليلة الملوحة أو المالحة.
التعليمات
س: لماذا يتم استخدام C68700 بدلاً من النحاس العادي في المكثفات؟
لا يحتوي النحاس العادي على مثبط أو طبقة ألومنيوم، لذلك فهو يعاني من إزالة الزنك وهجوم الاصطدام السريع في مياه البحر السريعة. يجمع C68700 بين مثبط الزرنيخ والألومنيوم، مما يحافظ على صوت جدار الأنبوب عند سرعات مياه التبريد التي من شأنها تدمير النحاس العادي.
س: ما هو الفرق بين C68700 والنحاس الأميرالي؟
نحاس الأميرالية عبارة عن نحاس من الصفيح المانع يستخدم في مياه التبريد الأنظف والأبطأ. يضيف C68700 الألومنيوم، الذي يزيد من مقاومة الاصطدام والتآكل، وهو الدرجة المفضلة حيث تكون السرعات عالية أو حيث يحمل الماء مواد صلبة كاشطة.
س: ما هي مواصفات ASTM التي تنطبق على أنابيب المكثف C68700؟
تم طلب أنبوب المكثف والمبخر والمبادل الحراري غير الملحوم وفقًا لمعيار ASTM B111/B111M، وأنبوب الانحناء U- وفقًا لمعيار ASTM B395/B395M. ASME SB111 وSB395 هما مواصفات ASME المقابلة لخدمة الاحتفاظ بالضغط -.
س: ما المزاج الذي ينبغي تحديده؟
يعد الأنبوب الملدن أمرًا طبيعيًا لخدمة المكثف، لأنه قابل للتشكيل، وسهل التوسيع إلى صفيحة أنبوبية، ومقاوم للتآكل الناتج عن الإجهاد في الأمونيا-الماء الحامل. عندما تكون هناك حاجة إلى قوة أعلى، فإن حالة أنبوب الحبوب الدقيقة توفر مزيجًا أفضل من القوة والليونة.
س: كيف يتم اختبار الأنبوب قبل التسليم؟
يتم فحص الأنبوب عادة عن طريق اختبار التيار الدوامي بالإضافة إلى فحوصات الأبعاد واختبار الضغط، مع طريقة الاختبار وحدود القبول المنصوص عليها في مواصفات المنتج الحاكمة. يجب مراجعة شهادات الاختبار مقابل الطلب قبل التثبيت.
س: هل يمكن استخدام أنابيب C68700 في المياه العذبة أيضًا؟
نعم، ولكن هذا النوع أغلى من السبائك اللازمة للمياه العذبة النظيفة. تعتمد الحالة الاقتصادية لنحاس الألومنيوم على السرعة العالية، وخدمة الكلوريد العالية حيث تحتاج السبائك الأقل إلى إعادة أنابيب متكررة.




