مواد الأنابيب النحاسية المستخدمة في أنابيب التجميد والتبريد
تستخدم أنابيب الفريزر ومخازن التبريد مجموعة صغيرة ومثبتة جيدًا من المواد النحاسية. يعتمد الاختيار على ثلاثة متطلبات: تجويف نظيف وجاف لا يلوث مادة التبريد، ومفاصل موثوقة تحت الاهتزاز والتدوير الحراري، وأنبوب يظل محكمًا ضد التسرب ولا يتآكل عند درجة حرارة تشغيل النظام.
المواد التي يتم تلبيتها عادةً في أعمال التجميد هي-أنبوب النحاس الخالي من الأكسجين، وأنبوب النحاس عالي الفوسفور منزوع الأكسدة C12200، وأنبوب الأكسجين C10200-أنبوب النحاس الخالي، وأنبوب النحاس المطلي بالقصدير-للخدمة في درجات الحرارة المنخفضة-.
تكوين وخصائص الدرجات المشتركة
| درجة | تعبير | الخصائص الرئيسية | استخدام الفريزر النموذجي |
|---|---|---|---|
| أنبوب نحاسي خالي من الأكسجين-. | النحاس 99.95% على الأقل، بدون مزيل أكسدة متعمد | موصلية عالية جدًا، وليونة جيدة وقابلية لحام، ولا تحتوي على أكسجين-محمل، لذا لا يوجد خطر التقصف في تقليل الأجواء | أنابيب التبريد والدوائر الحرجة التي تتطلب الموصلية العالية وضيق الفراغ |
| أنبوب النحاس C12200 DHP | النحاس 99.9% على الأقل مع الفوسفور المتبقي من إزالة الأكسدة | قوة شد عالية وموصلية حرارية، مقاومة جيدة للتآكل، سلوك مختلط ممتاز | توصيل الأنابيب وخطوط المياه والمحلول الملحي وأنابيب التجميد العامة |
| C10200 أكسجين-أنبوب نحاسي حر | نحاس بنسبة 99.95% كحد أدنى، وخالي من الأكسجين-بدون مزيل للأكسدة | أداء جيد للعمل البارد، موصلية عالية، لا يوجد خطر تقصف الهيدروجين | قناة الأجهزة والكابلات، وأشباه الموصلات والمعدات الدقيقة، وربطات الربط-عالية النقاء- |
| أنبوب نحاسي-مغلف بالقصدير | أنبوب نحاسي مطلي بطبقة من القصدير على السطح الخارجي | تحسين مقاومة التآكل في الظروف الرطبة والعدوانية إلى حد ما وسهولة اللحام | أنبوب المكثف والمبخر، وملفات درجة الحرارة المنخفضة-في المنشآت الرطبة أو الساحلية |
هناك توضيحان يستحقان تقديمهما، لأنه كثيرا ما يتم الخلط بينهما في الممارسة العملية. يحمل النحاس الخالي من الأكسجين-C10200 حدًا أدنى من محتوى النحاس بنسبة 99.95%، في حين يحمل النوع الإلكتروني الخالي من الأكسجين-C10100 نسبة 99.99% كحد أدنى؛ ينبغي سؤال الموردين عن محتوى النحاس الفعلي ومستوى الأكسجين المتبقي عندما تكون الدرجة مهمة. ثانيًا، يحتوي C12200 على الفسفور المتبقي، وهو مفيد في اللحام بالنحاس ولكنه يقلل من التوصيل الكهربائي والحراري مقارنة بالنحاس الخالي من الأكسجين-، مما يعني أنه لا ينبغي تسخين الأنبوب في جو مخفض بشدة أو محمل بالهيدروجين-، لأن النحاس-المزيل الأكسدة من الفسفور يكون عرضة للتقصف الهيدروجيني.
المعايير وشروط العرض
يتم طلب أنابيب التبريد وتكييف الهواء عادةً وفقًا لمعيار ASTM B280 للأنابيب النحاسية غير الملحومة لتكييف الهواء والخدمة الميدانية للتبريد، أو وفقًا للمعيار EN 12735-1 للأنابيب النحاسية المستديرة غير الملحومة لأنظمة الأنابيب في تكييف الهواء والتبريد. قد تتبع خطوط المياه والمحلول الملحي ASTM B88 أو GB/T 1527 أو EN 1057، بينما يتم تغطية أنابيب الخدمة العامة بواسطة ASTM B68 وASTM B75. تخضع الخواص الميكانيكية وسمك الجدار والتفاوتات لمواصفات الحالة المزاجية المطلوبة.
حالة العرض مهمة بقدر الدرجة. يتم توفير أنبوب التبريد بمزاج صلب ناعم في ملفات للثني في الموقع، وبأطوال مستقيمة بمزاج صلب أو نصف صلب للرافعات والرؤوس. يجب أن يصل الأنبوب بأطراف مغطاة أو مسدودة، وأن يكون نظيفًا وجافًا من الداخل، ويجب تخزينه وتقطيعه بحيث يظل التجويف خاليًا من الخراطة والرطوبة والغبار. بالنسبة للعمل في التجميد، يعد محتوى الرطوبة والزيت المتبقي في الأنبوب أمرًا بالغ الأهمية، لأن الماء في دائرة التبريد يشكل حمضًا، ويتجمد في جهاز التمدد ويسبب طلاء النحاس على أجزاء الضاغط.
أنواع وأحجام الأنابيب الشائعة
| نوع الأنبوب | وظيفة | المادة المعتادة | الأقطار الخارجية المشتركة |
|---|---|---|---|
| أنابيب التبريد | يحمل المبرد بين الضاغط والمكثف وجهاز التمدد والمبخر | أنبوب خالي من الأكسجين-أو أنبوب C12200، أنبوب معلبة في الأماكن المكشوفة أو الرطبة | 6 مم، 8 مم، 10 مم والأحجام الكسرية المقابلة |
| مدخل ومخرج أنابيب المياه | تبريد المياه وإعادة تدوير مياه التبريد | أنبوب C12200 أو C10200 | 15 ملم، 22 ملم، 28 ملم |
| قناة الكابل | - تنشيط وربط الكابلات بين المعدات | أنبوب C10200 | 10 ملم، 12 ملم، 15 ملم |
| السيطرة والخطوط الشعرية | مستشعر الضغط، ومصابيح استشعار صمام التمدد الحراري وخطوط التطهير | أنبوب خالي من الأكسجين الملدن الناعم-. | أحجام الشعيرات الدموية الصغيرة |
يتم ضبط قطر الأنبوب لخط التبريد من خلال انخفاض الضغط وسرعة غاز التبريد على جوانب الشفط والتفريغ والسائل، وليس حسب العادة؛ على المدى الطويل أو مع المبردات التي تعمل عند ضغط أعلى، يجب إعادة حساب كل من القطر وسمك الجدار. يجب أن يكون سمك الجدار مناسبًا للضغط التصميمي لغاز التبريد المستخدم، وبالنسبة لغازات التبريد ذات الضغط العالي-، يجب ترتيب الأنبوب وفقًا للجدول الزمني المناسب بدلاً من الحجم الاسمي وحده.
توافق المبردات ونظافة النظام
يتوافق النحاس مع المبردات الشائعة، بما في ذلك R410A وR32 وR134a وR404A وR744، ومع مواد التشحيم المعدنية والبوليستر والبولي فينيل إيثر المستخدمة معها. يتم تصنيف العديد من المبردات الأحدث على أنها قابلة للاشتعال بشكل معتدل (A2L) أو قابلة للاشتعال (A3)، مما يؤثر على الشحن والتهوية واكتشاف التسرب ومتطلبات غرفة المعدات بدلاً من الأنبوب النحاسي نفسه، ولكن يجب أن يظل تصميم الأنابيب وإجراءات اللحام بالنحاس الأصفر يتبعان تعليمات الشركة المصنعة للمعدات.
النظافة هي القضية الميدانية الأكثر أهمية. يجب أن يتم تصنيع الوصلات النحاسية باستخدام تطهير النيتروجين، باستخدام حشو النحاس-الفوسفور للنحاس-إلى-وصلات النحاس، التي لا تحتاج إلى تدفق، وحشو الفضة المناسب مع التدفق للوصلات إلى النحاس أو الفولاذ. يجب إزالة بقايا التدفق، لأنها تسبب التآكل داخل دائرة مغلقة. بعد التصنيع، يجب اختبار الضغط على الأنابيب، وتفريغها إلى مستوى التفريغ المطلوب من قبل الشركة المصنعة، والاحتفاظ بها للتأكد من عدم بقاء أي رطوبة، قبل الشحن. تعد الرطوبة والمقياس المؤكسد السببين الأكثر شيوعًا لفشل الضاغط المبكر في تركيبات التجميد.
قائمة الاختيار والتثبيت
عند اختيار الأنبوب، تأكد من الدرجة ومحتوى النحاس، وسمك الجدار، ونظافة التجويف، والغطاء النهائي وشهادة المطحنة. عند التثبيت، استخدم الثني بدلاً من التركيبات حيثما أمكن ذلك، وقم بحماية الأنبوب من التلف الميكانيكي ومن التلامس مع المعادن المتباينة التي يمكن أن تسبب التآكل الجلفاني، واسمح بالتمدد الحراري والانكماش على المدى الطويل، وعزل خطوط الشفط لمنع التكثيف، ودعم الملفات والرافعات بحيث لا يؤدي الاهتزاز إلى إرهاق المفاصل. بالنسبة لغرف التجميد ذات درجات الحرارة المنخفضة-، يجب أن يكون العزل وغلق البخار مستمرًا، لأن التكثيف في الأنابيب الباردة يمثل خطر التآكل والجليد-وتلفه بالإضافة إلى فقدان الطاقة.
التعليمات
س: ما هو الأنبوب النحاسي الذي يجب استخدامه في خطوط تبريد الفريزر؟
بالنسبة لمعظم أنابيب الفريزر، يكون الأنبوب النحاسي غير الملحوم C12200 أو-الأكسجين المتوافق مع ASTM B280 أو EN 12735-1 مناسبًا. عندما تكون هناك حاجة إلى أعلى مستويات التوصيل أو النظافة المطلقة، استخدم أنبوبًا نحاسيًا خاليًا من الأكسجين-إلى C10200، وفكر في استخدام أنبوب مطلي بالقصدير في المنشآت الرطبة أو الساحلية أو غير ذلك من المنشآت شديدة العدوانية.
س: ما هو الفرق بين أنبوب C12200 وC10200؟
يتم إزالة الأكسدة من C12200 بالفوسفور ويحتوي على بقايا صغيرة منه، مما يعطي سلوك لحام ممتاز مع انخفاض طفيف في التوصيل. C10200 خالٍ من الأكسجين-بدون مزيل للأكسدة، لذا فهو يتمتع بموصلية أعلى ولا يوجد خطر تقصف الهيدروجين، ولكن لا يتم إزالة الأكسدة به بنفس الطريقة وعادةً ما يكون أكثر تكلفة.
س: لماذا يجب تطهير أنابيب التبريد بالنيتروجين عند اللحام بالنحاس؟
يؤدي تطهير النيتروجين إلى استبعاد الأكسجين من تجويف الأنبوب الساخن ويمنع تكوين مقياس أكسيد النحاس. يمكن أن تتسبب جزيئات الترسبات المنبعثة في الدائرة في انسداد الأنابيب الشعرية وإتلاف مقاعد الصمامات وتلويث الضاغط، لذا يعد التطهير ممارسة قياسية في أعمال التبريد.
س: لماذا يتم استخدام أنبوب النحاس المعلب في أنظمة التجميد؟
يعمل طلاء القصدير على حماية السطح الخارجي من التآكل الناتج عن الغلاف الجوي في البيئة المحيطة الرطبة أو المحملة بالأملاح أو غيرها من الظروف العدوانية، كما يعمل على تحسين قابلية اللحام. وهو أمر شائع في أنبوب المكثف والمبخر وفي ملفات درجات الحرارة المنخفضة-حيث يؤدي التكثيف والهواء الساحلي إلى تقصير عمر النحاس العاري.
س: ما هي أحجام الأنابيب النحاسية الشائعة في أنابيب الفريزر؟
تكون خطوط التبريد عادةً بقطر خارجي يبلغ 6 مم و8 مم و10 مم وأحجام كسرية مكافئة؛ تكون خطوط المياه ومياه التبريد عادةً 15 مم، و22 مم، و28 مم؛ تكون قناة الكابلات عادةً 10 مم و12 مم و15 مم. يجب حساب الأحجام النهائية من انخفاض الضغط وسرعة سائل التبريد للنظام الفعلي.
س: هل يمكن استخدام تجهيزات الصلب الكربوني مع أنابيب النحاس؟
يمكن استخدامها عندما يتم توفير وصلة انتقالية مناسبة وعزل ضد التأثير الجلفاني، ولكن بالنسبة لدوائر التبريد يفضل استخدام سبائك النحاس أو التركيبات النحاسية لأنها تتجنب التأثيرات المعدنية المتباينة كما أنها أسهل في اللحام بالنحاس. يجب أن يكون أي مكون فولاذي في الدائرة النحاسية معزولًا كهربائيًا ومحميًا ضد الرطوبة.
