ASTM B111 C68700 w serwisie wymienników ciepła
ASTM B111/B111M to standardowa specyfikacja dla bezszwowych rur skraplacza z miedzi i stopów miedzi- oraz tulejek, a mosiądz aluminiowy C68700 jest jednym z najczęściej stosowanych gatunków. W wymienniku ciepła rura jest elementem oddzielającym dwa płyny, przenosząc między nimi ciepło, dlatego materiał musi spełniać trzy wymagania jednocześnie: musi skutecznie przewodzić ciepło, musi wytrzymać korozyjną stronę wymiennika i musi być wystarczająco odkształcalny, aby można go było zgiąć i zwinąć w arkusz rury bez uszkodzeń.
Mosiądz aluminiowy spełnia wszystkie trzy. Jego przewodność cieplna jest wysoka jak na stop miedzi, jego bogata w aluminium-powłoka powierzchniowa jest odporna na płynącą wodę morską, a stan po wyżarzeniu zapewnia ciągliwość niezbędną do zginania w kształcie litery U i rozszerzania blachy rurowej. Właśnie dlatego pojawia się w skraplaczach elektrowni, chłodnicach rafinerii, instalacjach odsalania i maszynach pokładowych.
Skład i krzyżowe-odpowiedniki standardowe
Gatunek ten znany jest pod innym oznaczeniem w niemal każdym standardowym systemie, a kupujący porównujący oferty muszą je dokładnie dopasowywać, gdyż zakresy składów nie są identyczne.
| System standardowy | Oznaczenie | Asortyment miedzi | Asortyment aluminiowy | Zakres arsenu |
|---|---|---|---|---|
| ASTM B111 (UNS) | C68700 | 76.0-79.0 % | 1.8-2.5 % | 0.02-0.06 % |
| BS 2871 Część 3 | CZ110 | 76.0-78.0 % | 1.8-2.3 % | 0.02-0.06 % |
| DIN 1785 | CuZn20Al2 (2.0460) | 76.0-79.0 % | 1.8-2.3 % | 0.02-0.35 % |
| PL | CW702R | 76.0-79.0 % | 1.8-2.5 % | 0.02-0.06 % |
| JIS H3300 | C6870 | 76.0-79.0 % | 1.8-2.5 % | 0.02-0.06 % |
| GB/T 5231 | HAl77-2 | 76.0-79.0 % | 1.8-2.5 % | 0.02-0.06 % |
Warto zwrócić uwagę na dwie praktyczne różnice. Po pierwsze, zakres arsenu w niemieckim oznaczeniu jest znacznie szerszy niż w ASTM B111, więc rura wykonana w gatunku niemieckim nie jest automatycznie zgodna z chemią ASTM. Po drugie, normy krajowe ustalają własne wymagania dotyczące właściwości mechanicznych i oznaczeń stanu hartowanego, dlatego przy porównywaniu ofert należy podawać stan i minimalną jego wytrzymałość na rozciąganie, a nie tylko nazwę stopu.
Wydajność termiczna i mechaniczna
| Nieruchomość | Wartość | Komentarz |
|---|---|---|
| Gęstość | 8,33 g/cm3 | 0,301 funta/cal3 w temperaturze 20°C |
| Przewodność cieplna | Około 100 W/(m·K) | Wysoka jak na stop odporny na korozję |
| Przewodność elektryczna | Około 23% IACS | Stan wyżarzony |
| Moduł sprężystości | 117 GPa | Temperatura pokojowa |
| Zakres topnienia | Około 900-930 C | Bezpieczny dla połączeń lutowanych w normalnych temperaturach |
| Środek ciężkości | 8.33 | Zgodne z gęstością powyżej |
Mechanicznie, ASTM B111 wymaga minimalnej wytrzymałości na rozciąganie 345 MPa i minimalnej granicy plastyczności 125 MPa w wyżarzonym stanie O61, co jest normalnym warunkiem dostawy rury wymiennika ciepła z wygięciem w kształcie litery U. Rury ciągnione na twardo są dostępne tam, gdzie wymiennik pracuje pod wyższym ciśnieniem, a rury są proste. Ponieważ wydajność przenikania ciepła zależy od grubości ścianki, praktyczny wybór ścian o grubości 0,9 mm, 1,2 mm lub cięższej jest zwykle dokonywany na podstawie naddatku na korozję, a nie wytrzymałości, a specyfikacja zamówienia powinna zawsze wyraźnie określać średnicę zewnętrzną, grubość ścianki, długość, stan techniczny i wymagania testowe.
Gdzie stop sprawdza się najlepiej
Płaszczowo-rurowe wymienniki ciepła chłodzone wodą morską w rafineriach i zakładach chemicznych
Kondensatory powierzchniowe w energetyce parowej
Wiązki rur do instalacji odsalania i destylacji
Chłodnice i parowniki do maszyn morskich i offshore
Skraplacze HVAC i chłodnicze działające na wodę słonawą lub chlorowaną
Podgrzewacze wody zasilającej i inne zadania związane z przenoszeniem ciepła w niskich i średnich temperaturach
Naturalna odporność stopu na zanieczyszczenia jest zaletą w przypadku wody morskiej, ponieważ mniejszy rozwój biologiczny oznacza mniejsze straty w wymianie ciepła i dłuższe odstępy między czyszczeniami. Tam, gdzie woda jest silnie zanieczyszczona, zawiera siarczki lub osiąga wyższą temperaturę, gatunki miedzi-niklowej, takie jak C70600 i C71500, zapewniają dłuższą żywotność, a tam, gdzie woda jest czystą, słodką wodą o umiarkowanej temperaturze, tańszym rozwiązaniem jest mosiądz admiralicyjny.
Punkty zamawiania, instalacji i testowania
W zamówieniu należy podać numer UNS lub jego odpowiednik krajowy, stan, średnicę zewnętrzną i grubość ścianki z tolerancjami, długość lub rysunek zagięcia w kształcie litery U, harmonogram testów oraz wszelkie dodatkowe wymagania, takie jak badanie prądami wirowymi lub dopuszczalne wielkości ziaren. Końce rur są zwykle dostarczane z kapturkami ochronnymi lub tulejkami, a opakowanie musi zapewniać, że rury będą suche, oddzielone i wolne od pozostałości-zawierających chlorki podczas transportu morskiego.
Podczas montażu rury są zwijane w arkusz sitowy z kontrolowanym rozszerzaniem i sprawdzane są odstępy przegród, aby rury nie wibrowały względem siebie. Do czyszczenia strony wodnej należy używać wyłącznie środków chemicznych z inhibitorami, szczotek lub strumienia wody. Końcowa kontrola wiązki zazwyczaj obejmuje testy hydrostatyczne lub pneumatyczne, badanie zainstalowanych rur prądami wirowymi oraz kontrolę jakości złącza dylatacyjnego, a wszystko to zależy od tego, czy rura dotarła z właściwym stanem technicznym i powierzchnią.
Często zadawane pytania
P: Jaki jest chiński odpowiednik lampy C68700?
Najbliższe chińskie oznaczenie to HAl77-2 zgodnie z GB/T 5231, z zawartością glinu około 2% i niewielkim dodatkiem arsenu w celu zapewnienia odporności na odcynkowanie.
P: W jakim stanie są stosowane-rury wymienników ciepła typu U-bend?
Stosowana jest wyżarzana rura O61, ponieważ ma ona plastyczność wymaganą do zginania i zwijania w arkusz rury bez pękania.
P: Czy rura C68700 dobrze przewodzi ciepło?
Tak, jego przewodność cieplna wynosząca około 100 W/(m·K) jest wysoka jak na stop miedzi odporny na wodę morską, chociaż jest niższa od czystej miedzi i mosiądzu admiralicji.
P: Czy można zastosować rurę wykonaną zgodnie z DIN CuZn20Al2 tam, gdzie określono ASTM B111 C68700?
Nie automatycznie, ponieważ zakres arsenu dozwolony w niemieckim oznaczeniu jest szerszy, dlatego przed akceptacją rury należy sprawdzić skład chemiczny w stosunku do wartości granicznych ASTM.
P: Ile naddatku na korozję należy dodać do grubości ściany?
Naddatek wynika ze składu chemicznego wody, prędkości i oczekiwanej żywotności; w przypadku agresywnej wody morskiej zwykle zaleca się stosowanie cięższych ścianek, zamiast polegać na samym stopie.
P: Jakie testy są wymagane w przypadku rury wymiennika ciepła C68700?
Typowe wymagania to analiza chemiczna, próba rozciągania i twardości, kontrola wymiarów i powierzchni, próby rozszerzania i spłaszczania, próba ciśnienia hydrostatycznego i badanie prądami wirowymi na całej długości.
