ما تفعله أنابيب النحاس في عناصر التسخين الكهربائية
يتم بناء عنصر التسخين الكهربائي حول أنبوب غمد معدني يحتوي على سلك المقاومة وعزل أكسيد المغنيسيوم المضغوط بكثافة. الغلاف هو الجزء الوحيد من العنصر الذي يلامس الوسط الساخن، لذلك يجب أن يؤدي ثلاث مهام في وقت واحد: نقل الحرارة بكفاءة، ومقاومة بيئة العمل، والبقاء محكمًا ضد التسرب- طوال فترة خدمة الجهاز بالكامل. يتم اختيار النحاس لحصة كبيرة من هذه العناصر بسبب موصليته الحرارية، وليونته، ومقاومته للمياه العذبة والعديد من سوائل المعالجة.
يكون الغمد عادة عبارة عن أنبوب نحاسي مسحوب بشكل غير ملحوم يتم توفيره في الحالة الملدنة الناعمة بحيث يمكن ثنيه إلى نصف القطر الضيق الذي تتطلبه السخانات الغاطسة وسخانات الخرطوشة وسخانات الزيت وسخانات المروحة وعناصر الأجهزة. الدرجات المستخدمة هي دائمًا تقريبًا النحاس منزوع الأكسدة-الفوسفور C12200 وC12000، مع ظهور C11000 في أقلية من التصميمات حيث يكون الحد الأقصى للتوصيل هو الأولوية.
درجات النحاس الشائعة لأنابيب غمد السخان
C12200 (الفوسفور-النحاس منزوع الأكسدة، الفسفور المتبقي العالي، DHP).هذه هي درجة العمل القياسية لأنابيب السخان النحاسية. يعمل محتوى الفسفور المتبقي الذي يتم التحكم فيه على إزالة الأكسدة من المصهور، مما يزيل خطر التقصف البخاري عند تلدين الأنبوب أو لحامه بالنحاس في جو محتوي على اختزال أو هيدروجين. يتم توفيره كأنبوب غير ملحوم في درجات حرارة ناعمة ونصف{3}}صلبة وصلبة، كما أنه سهل الثني والتوهج والنحاس.
C12000 (الفوسفور-النحاس منزوع الأكسدة، الفسفور المتبقي المنخفض، DLP).يحمل C12000 مستوى فسفور متبقي أقل من C12200، لذلك فهو يحافظ على البنية المؤكسدة بالكامل مع الحفاظ على التوصيل الكهربائي والحراري العالي. إنه خيار شائع حيث يجب على العنصر أيضًا أن يحمل تيارًا، أو عندما يكون الواجب الحراري متطلبًا بشكل خاص.
C11000 (النحاس الكهربائي الصلب، ETP).C11000 عبارة عن نحاس مكرر بمحتوى أكسجين يتراوح من 0.02% إلى 0.04%. إنه يوفر أعلى موصلية بين الدرجات الثلاث، لكن الأكسجين الذي يحتوي عليه يتفاعل مع الهيدروجين عند درجة حرارة مرتفعة ويمكن أن يسبب تقصفًا بين الحبيبات أثناء اللحام بالفرن أو التلدين اللامع في جو مخفض. عندما يتعلق الأمر بهذا النوع من المعالجة، يجب استبدال C12200 أو C12000.
مقارنة الممتلكات النموذجية
| ملكية | C12200 (دهب) | C12000 (دلب) | C11000 (إي تي بي) |
|---|---|---|---|
| التكوين الأساسي | النحاس مع نسبة عالية من الفوسفور المتبقي | النحاس مع انخفاض الفوسفور المتبقي | النحاس مع 0.02 إلى 0.04% أكسجين |
| إزالة الأكسدة | إزالة الأكسدة بالكامل | إزالة الأكسدة بالكامل | غير مؤكسد، الملعب صعب |
| خطر التقصف الهيدروجيني | منخفض جدًا | منخفض جدًا | هام عند تسخينه في الأجواء المخفضة |
| الموصلية الكهربائية | يتم تقليله بواسطة الفوسفور المتبقي | أعلى من C12200 | الدرجة المرجعية للنحاس الملدن IACS بنسبة 100% |
| الموصلية الحرارية | عالي | أعلى من C12200 | أعلى من الثلاثة |
| القابلية للتشكيل والنحاس | ممتاز | ممتاز | ممتاز، مع مراعاة ملاحظة التقصف |
| كثافة | حوالي 8.9 جم/سم3 | حوالي 8.9 جم/سم3 | حوالي 8.9 جم/سم3 |
يذوب النحاس النقي عند حوالي 1083 درجة، والإضافات الصغيرة من الفسفور أو الأكسجين في هذه الدرجات لا تغير نطاق الانصهار بشكل ملحوظ. تبقى الكثافة قريبة من 8.9 جم/سم3 في الثلاثة. يتم التحكم في الخواص الميكانيكية بواسطة درجة الحرارة بدلاً من الدرجة: يتم استخدام أنبوب ملدن ناعم للثني، ويتم اختيار نصف أنبوب صلب-حيث يجب أن يقاوم الغلاف التشوه أثناء التأرجح أو حيث تكون قوة الطوق أعلى مطلوبة، ويتم حجز درجة الحرارة الصلبة للعناصر المستقيمة التي لم يتم تشكيلها بعد التجميع.
حيث يتم استخدام أنابيب غمد النحاس
يتم توصيل السخانات الغاطسة والمسمارية-بالماء والزيوت والسوائل المسببة للتآكل بشكل طفيف
الخرطوشة والسخانات الأنبوبية في معدات التعبئة والتغليف والقولبة وخدمات الطعام
عناصر الأجهزة المنزلية مثل الغلايات والغسالات وغسالات الأطباق
سخانات علبة المرافق والضاغط في معدات التبريد والتكييف
سخانات القناة الكهربائية وعناصر التسخين العملية في المنشآت الصناعية
النحاس ليس الحل الشامل لكل الوسائط. تهاجم محامل الأمونياك القوية أو السيانيد- أو المحاليل شديدة الكلور النحاس، ولهذه المهام يتم عادة تحديد غمد من الفولاذ المقاوم للصدأ أو سبائك النيكل. تناسب الدرجات الموصوفة هنا الماء والبخار والزيوت والسوائل المحايدة، والتي تغطي الغالبية العظمى من تطبيقات التدفئة الكهربائية.
نقاط الاختيار والتصنيع
يتبع سمك الجدار ضغط التصميم ونصف قطر الانحناء. تنحني الجدران الرقيقة بسهولة أكبر ولكنها تقلل من قدرة الضغط والاحتياطي ضد التآكل. يجب أن يتم طلب الأنبوب وفقًا لمواصفات النظافة، لأن سحب مادة التشحيم والأكسيد المتبقي داخل التجويف يلوث حشوة أكسيد المغنسيوم ويسبب فشلًا مبكرًا للعنصر. يجب أيضًا الاتفاق على تفاوتات الأبعاد والبيضاوية والاستقامة قبل الطلب، حيث إنهم يقررون ما إذا كانت معدات الثني والتعبئة يمكن تشغيلها بدون خردة.
عند إجراء عملية اللحام بالنحاس، استخدم مادة حشو متوافقة مع درجة الأنبوب وتجنب فترات المكوث الطويلة عند درجة حرارة عالية؛ والهدف هو وصلة سليمة دون -تليين الغلاف بشكل زائد. بالنسبة إلى C12200 وC12000، لا يمثل اللحام بالنحاس في جو الفرن المحتوي على الهيدروجين- مشكلة. بالنسبة لـ C11000، فهو كذلك، لذلك يجب ربط هذا الصف في الهواء بالتدفق، أو من خلال عملية تحافظ على الهيدروجين بعيدًا عن المعدن الساخن. عادةً ما يقتصر لحام أنابيب الغلاف النحاسي على التركيبات النهائية ويتم من خلال عمليات تتحكم في مدخلات الحرارة عن كثب.
التفتيش والمزالق الشائعة
تحقق من القطر وسمك الجدار والاستقامة مقابل أمر الشراء قبل الثني.
اختبار Eddy- للتيار أو الهواء للتأكد من سلامة الأنبوب بطوله الكامل.
التحقق من حجم الحبوب وصلابتها للتأكد من أن المزاج يناسب عملية التشكيل.
التأكد من إزالة الشحوم من التجويف وتغطيته؛ الأنبوب الملوث هو سبب متكرر للفشل.
خطأان يتكرران في الإنتاج. الأول هو استبدال C11000 بـ C12200 لتوفير التكلفة ومن ثم لحام التجميع في جو هيدروجيني، مما ينتج عنه وصلات هشة. والثاني هو -الانحناء الزائد للأنبوب الملدن بدون شياق داخلي، مما يجعل التجويف بيضاويًا ويخفف الجدار الخارجي. يتم تجنب كلاهما عن طريق تحديد الدرجة والمزاج وتشكيل المسار في مرحلة الاقتباس.
التعليمات
س: ما هي درجة النحاس الأفضل لأنبوب غمد سخان المياه؟
C12200 هو الأكثر استخدامًا لأنه خالي من الأكسدة بالكامل ويتحمل تقليل أجواء الفرن أثناء اللحام بالنحاس. يتم اختيار C12000 عند الحاجة إلى توصيل حراري أو كهربائي أعلى.
س: هل يمكن استخدام C11000 لعناصر التسخين الكهربائية؟
نعم، بشرط عدم تلدين العنصر أو لحامه بالنحاس في جو يحتوي على الهيدروجين-. وإلا فإن الأكسجين الموجود في النحاس يتفاعل مع الهيدروجين ويصبح الأنبوب هشًا.
س: ما المزاج الذي يجب طلبه عند الانحناء؟
الأنبوب الملدن الناعم هو المعيار للانحناء إلى أنصاف أقطار صغيرة. نصف -يتم استخدام المزاج القاسي حيث يجب أن يقاوم الغلاف التشوه، والنصف القاسي للعناصر المستقيمة.
س: هل يؤثر غمد النحاس على معدل التسخين؟
نعم. يتمتع النحاس بموصلية حرارية عالية جدًا، لذلك تنتقل الحرارة من سلك المقاومة إلى الوسط بسرعة ويعمل الغلاف عند درجة حرارة أقل لنفس خرج الطاقة.
س: هل النحاس مناسب لسخانات الزيت؟
نعم. يقاوم النحاس الأكسدة في الزيوت المعدنية والاصطناعية عند درجات حرارة تشغيل السخان العادية وهو مادة غمد شائعة لعناصر الغمر بالزيت.
س: كيف يتم اختبار الأنبوب قبل الشحن؟
يتم عادةً فحص الأنبوب غير الملحوم عن طريق اختبار التيار الدوامي- واختبار التسرب الهوائي أو الهيدروستاتيكي، مع فحص الأبعاد والصلابة وحالة السطح وفقًا لمواصفات الطلب.
