ما هو أنبوب النحاس والألمنيوم ASTM B111 UNS C68700
ASTM B111، الذي تم إصداره بالتوازي باسم ASME SB111، يحدد أنابيب مكثف من سبائك النحاس والنحاس- غير الملحومة ومخزون الطويق، وUNS C68700 هي درجة نحاس الألومنيوم في تلك العائلة. تحتوي السبيكة على 76 - 79% نحاس، و1.8 - 2.5% ألومنيوم ونسبة متحكم فيها من الزرنيخ، مع وجود الزنك في التوازن. يعد نحاس الألومنيوم بمثابة السبائك الأساسية لمكثفات سطح مياه البحر- المبردة: عند ملامستها لمياه البحر الهوائية، يشكل الألومنيوم طبقة رقيقة من الأكسيد تحمي المعدن الموجود تحتها، لذلك يتحمل الأنبوب سرعات مياه أعلى وتدفقًا مضطربًا أكثر من القصدير-الذي يحمل النحاس الأميرالي. تؤدي إضافة الزرنيخ نفس المهمة كما في C44300 عن طريق تثبيط عملية إزالة الزنك. يتم إنتاج الأنبوب غير الملحوم من قطع معدنية مثقوبة ومبثوقة، ثم يتم سحبها على البارد وتصلبها حسب الحالة المطلوبة لخدمة المكثف والمبخر والتقطير.
التركيب الكيميائي لـ UNS C68700
الحدود الواردة أدناه هي تلك المحددة لـ C68700 في ASTM B111 / ASME SB111. الزنك هو توازن السبيكة، ويتم الاحتفاظ بالحديد والرصاص والمخلفات الأخرى منخفضة بحيث تظل طبقة السطح الواقية موحدة.
| عنصر | الحد (بالوزن%) |
|---|---|
| نحاس | 76.0 - 79.0 |
| الألومنيوم | 1.8 - 2.5 |
| الزرنيخ | 0.02 - 0.06 |
| يقود | 0.07 كحد أقصى |
| حديد | 0.06 كحد أقصى |
| الزنك | الباقي |
الخواص الميكانيكية والفيزيائية
تنطبق القيم الواردة أدناه على الحالة الملدنة التي يتم فيها توفير أنابيب المكثف بشكل طبيعي. تتوفر درجات حرارة أعلى- للتصميمات الخاصة ويتم تحديدها وفقًا لصف درجة الحرارة الخاص بالمعيار.
| ملكية | قيمة |
|---|---|
| قوة الشد، صلب | 345 ميجا باسكال (50 كيلو باسكال) كحد أدنى |
| قوة الخضوع، صلب | 125 ميجا باسكال (18 كيلو باسكال) كحد أدنى |
| كثافة | 8.33 جم/سم3 عند 25 درجة مئوية |
| معامل مرن | 117 جيجا |
| نسبة بواسون | 0.34 |
| الموصلية الحرارية | حوالي ربع ذلك من النحاس النقي |
| استطالة | تمت جدولتها حسب المزاج وسمك الجدار في المواصفات |
بالمقارنة مع النحاس C44300 Admiralty، يوفر النحاس الألومنيوم قوة شد أعلى بنسبة 10% تقريبًا مع مقاومة أفضل بشكل ملحوظ لهجوم الاصطدام، وهذا هو السبب العملي لتفضيله في المكثفات التي تتعامل مع مياه البحر الهوائية السريعة.
معادلات الدرجة الدولية
يمكن للمشترين الذين يعملون وفق معايير إقليمية مختلفة مطابقة السبيكة من خلال جدول المعادلة أدناه. تصف التسميات نفس عائلة السبائك الاسمية؛ يجب أن تظل وثيقة التحكم لأمر معين تحكم التكوين والتفاوتات.
| مادة | التسمية الأوروبية | تسمية أمريكية |
|---|---|---|
| النحاس، مؤكسد | EN 12449 Cu-DHP | أستم B75 C12200 |
| الأميرالية النحاس | إن 12451 CuZn28Sn1As | أستم B111 C44300 |
| نحاس ألومنيوم | إن 12451 CuZn20Al2As | أستم B111 C68700 |
| النيكل النحاس 90/10 | إن 12451 CuNi10Fe1Mn | أستم B111 C70600 |
| نيكل النحاس 70/30 | إن 12451 CuNi30Fe1Mn | أستم B111 C71500 |
تطبيقات أنابيب المكثف الألومنيوم والنحاس
المكثفات السطحية في محطات الطاقة الحرارية والنووية، حيث يتم ضخ كميات كبيرة من مياه البحر من خلال جانب الأنبوب.
محطات تحلية المياه بالفلاش والتناضح العكسي متعددة المراحل، بما في ذلك سخانات المياه المالحة وحزم أنابيب التقطير.
المبادلات الحرارية والمبردات والمكثفات للمصافي والبتروكيماويات.
المبخرات والحلقات والتجهيزات الصفائحية للأنابيب-في أنظمة التبريد البحرية والبحرية.
المبادلات المساعدة على متن السفن ومبردات زيوت التشحيم ومولدات المياه العذبة.
إرشادات التصنيع واللحام والتركيب
عادةً ما يتم ربط أنابيب النحاس والألومنيوم عن طريق الدرفلة والحرق في صفائح الأنابيب أو عن طريق اللحام بالنحاس، ونادرًا ما يستخدم اللحام الانصهار لأن السبيكة حساسة لمدخلات الحرارة. عندما يكون اللحام أمرًا لا مفر منه، فإن إدخال الحرارة المنخفضة والتحكم في درجة حرارة الممرات البينية وإزالة طبقة السطح الغنية بالألمنيوم- في منطقة الوصلة تعمل على تحسين السلامة. يؤدي العمل على البارد إلى زيادة الإجهاد المتبقي الذي يؤدي إلى تشقق الإجهاد-التآكل في البيئات التي تحتوي على الأمونيا، لذا يجب أن يتم تلدين الأطراف المشكلة بالبرد-تخفيف الضغط-قبل الخدمة. يجب التعامل مع الأنابيب بحيث لا تتعرض طبقة الأكسيد السطحية للتآكل، لأن الأنبوب المخدوش يفقد -الحماية من التآكل التي يوفرها محتوى الألومنيوم. أثناء التخزين والتركيب، حافظ على الأنابيب جافة ومنفصلة عن الأمونيا أو مركبات الأمونيوم، وقم بشطف الجانب المائي قبل التشغيل لإزالة الحطام الذي قد يؤدي إلى حدوث اضطراب وتنقر محلي.
التعليمات
س: لماذا يضاف الألمنيوم إلى هذا النحاس؟
يشكل الألومنيوم طبقة أكسيد واقية على سطح الأنبوب تقاوم الاصطدام والتآكل-والتآكل في مياه البحر الهوائية السريعة، وهي حالة الخدمة التي تدمر النحاس العادي.
س: ما هي قوة الشد الملدنة لـ C68700؟
يتم تحديد الحالة الملدنة المستخدمة لأنابيب المكثف عند قوة شد لا تقل عن 345 ميجا باسكال (50 كيلو باسكال) مع قوة خضوع لا تقل عن 125 ميجا باسكال (18 كيلو باسكال).
س: هل C68700 أفضل من C44300 في مياه البحر؟
بالنسبة إلى مياه البحر-عالية السرعة أو المضطربة أو الهوائية، نعم: فالطبقة الغنية بالألومنيوم-تمنح النحاس الألومنيوم مقاومة أفضل للتآكل-، بينما يظل النحاس الأميرالي مناسبًا للسرعات المعتدلة والتكلفة المنخفضة.
س: ما هي الدرجة الأوروبية التي تطابق C68700؟
يُحدد المعيار EN 12451 السبيكة باسم CuZn20Al2As، والتي تتوافق مع ASTM B111 C68700 ودرجة النحاس والألمنيوم في سلسلة JIS H3300.
س: كيف يجب ربط أنابيب النحاس والألومنيوم؟
يعد توسيع الأسطوانة إلى صفائح الأنبوب أو اللحام بالنحاس من الممارسات القياسية. يحتاج اللحام بالصهر إلى إدخال حرارة منخفضة وتنظيف دقيق لأن السبيكة حساسة للتسخين المفرط.
س: ما الذي يسبب الفشل المبكر لأنابيب النحاس والألومنيوم؟
تسبب الأمونيا الموجودة في المكثفات-تشققات بسبب التآكل الناتج عن الإجهاد، ويتسبب تآكل الطبقة الواقية في حدوث هجوم موضعي، ويؤدي الحطام أو المياه الراكدة إلى حدوث اضطرابات وتنقر. تتجنب كيمياء المياه الجيدة والتشغيل النظيف كل هذه الأمور الثلاثة.
