Systemy skraplaczy i wymienników ciepła ze stopu miedzi i niklu

Stopy miedzi i niklu (C70600 i C71500)mają długą i pełną sukcesów historię w zakresie wymienników ciepła, skraplaczy i systemów rurociągów chłodzonych wodą morską. W elektrowniach, statkach, zakładach przetwarzania chemicznego i zakładach odsalania rura wymiennika ciepła jest krytycznym elementem decydującym o ogólnej niezawodności i wydajności systemu.

W tym przewodniku opisano wszystko, od jakości wody i projektu układu dolotowego po odporność na korozję, dobór materiałów i procedury konserwacjimiedź nikiel 90/10 (UNS C70600)I70/30 (UNS C71500)stopy.

W zdecydowanej większości zastosowań sprzętu do wymiany ciepła ciepło jest przenoszone pomiędzy dwoma strumieniami płynu przez przewodzącą ścianę, podczas gdy strumienie pozostają fizycznie oddzielone. Ta ściana przewodząca ciepło to tzwrurowe w płaszczu-i-wymienniki ciepła typu rurowego, które stanowią duży odsetek takich jednostek w:

Stosunkowo cienkościenna-rura, wybrana przede wszystkim ze względu na efektywność wymiany ciepła, musi dobrze działać przez długi czas w trudnych warunkach pracy.Stopy miedzi i niklu udowodniły swoją niezawodnośćw tych wymagających środowiskach.

Standardowe analizy wody morskiej obejmują temperaturę, zasolenie, rozpuszczony tlen i pH. Jednakże następujące czynniki mająznaczący wpływ na wydajność stopu miedzii należy je zidentyfikować:

Projekt, działanie i konserwacja systemu poboru wody morskiej mająogromny wpływ na wydajność rurek wymiennika ciepła. Awarie rur spowodowane osadzaniem się gruzu sąawarie ekranui jako taki powinien być uznawany.

Zalecana konfiguracja ekranu wlotowego

Krytyczne wymaganie:Rozmiar rurki wymiennika ciepła powinien być ustawiony na aco najmniej dwukrotność otwarcia ekranu.

Przykład przypadku z zakładu odsalania

W jednym z obiektów pęknięte sito (otwór o średnicy 3/8 cala) umożliwiło przedostanie się kamieni, gwoździ i kawałków stali do wiązki rur. Szczątki utknęły w rurach prowadzących dopenetracja rury poniżej złóż. Operatorzy uznali to za awarię lamp, ale rzeczywiście tak byłoawarie ekranu.

Tworzenie się filmu produktu korozji

Odporność na korozjęC70600IMateriał C71500w wodzie morskiej zależy całkowicie od ochronnej warstwy produktu korozyjnego, która tworzy się na powierzchni po jej zwilżeniu.

Kluczowe ustalenie:Ochronny charakter filmu stale rośnie14 lat ekspozycji. To jest odpowiedzialne zaOkres użytkowania: 20+ latstopu C71500 w skraplaczach okrętowych i zakładach przybrzeżnych.

Szybkość tworzenia warstwy produktu korozji na stopie C70600 w wodzie morskiej

Szybkość korozji stopu C70600 przy-długoterminowym narażeniu na działanie wody morskiej

Skład chemiczny stopów miedzi i niklu

Wpływ prędkości na korozję

Na szybkość korozji stopów miedzi wpływa prędkość wody morskiej powyżej pewnej granicy. Im bardziej ochronna jest folia, tym wyższaprędkość ucieczki.

Ważny:Niskie natężenia przepływu (poniżej 1 m/s) sąrównie szkodliwe jak wysokie natężenia przepływu. Korozji pod-osadami i uszkodzeń rur można się spodziewać w ciągu 6–12 miesięcy przy prędkościach poniżej 1 m/s.

Efekty piasku i mułu

Kolejność odporności na ścieranie piasku (od największej do najmniejszej):C71640 > C72200 > C71500 > C70600 > C68700

Efekty galwaniczne

Stopy miedzi i niklu są ze sobą kompatybilne galwaniczniew wodzie morskiej. Należy jednak zachować ostrożność podczas łączenia z innymi materiałami.

Skutki zanieczyszczenia (siarkowodór / H₂S)

Zanieczyszczone wody chłodzące zawierającesiarkowodór (H₂S)spowodowały przedwczesne uszkodzenie rurek skraplacza. Głównymi źródłami siarczków są:

Bakterie redukujące siarczanydziałający na naturalny siarczan w wodzie morskiej w warunkach beztlenowych (w błocie, mule lub osadach)

Gnicie organicznych związków siarkiz rozkładającej się materii roślinnej i zwierzęcej podczas dłuższych okresów przestoju

Skutki chloru

Odporność na biofouling morski

Stopy miedzi i niklu od dawna są uznawane za naturalną odporność na zanieczyszczenia morskie.Badania pokazują:

Zanieczyszczenie jestnie zaobserwowanona stopach zawierających 80% miedzi lub więcej

Jedynie początkowe zabrudzenieodnotowane na C71500

Początkowe i ciągłe prędkości wodypowyżej 1 m/smoże chronić większość stopów przed zanieczyszczeniami biologicznymi

Wybór rurki

Wybór arkusza rurowego

Wybór skrzynki wodnej

1. Jaka jest różnica między UNS C70600 i UNS C71500 w przypadku rur skraplacza?
UNS C70600 (miedź nikiel 90/10)zawiera 90% miedzi i 10% niklu, co zapewnia doskonałą odporność na biofouling.UNS C71500 (70/30 miedź-nikiel)zawiera 70% miedzi i 30% niklu, zapewniając wyższą wytrzymałość i lepszą odporność na korozję uderzeniową przy wyższych prędkościach wody morskiej.

2. Jaka jest maksymalna prędkość projektowa dla rur wymienników ciepła ASTM B111 C70600?
DlaASTM B111 C70600rur w wodzie morskiej, maksymalna prędkość projektowa wynosi3,6 metra na sekundę(około 12 stóp na sekundę). Przekroczenie tej wartości może spowodować atak uderzeniowy.

3. Czy materiał C71500 wymaga-obróbki cieplnej po spawaniu w celu wyprodukowania skraplacza?
NIE.Materiał C71500nie wymaga-obróbki cieplnej po spawaniu w przypadku spawania konwencjonalnymi metodami, takimi jak GTAW/TIG z dodatkiem spoiwa ERCuNi.

4. Jaka jest typowa szybkość korozji miedzi i niklu 70/30 w czystej wodzie morskiej?
Typowa szybkość korozji dlamiedź nikiel 70/30w czystej, płynącej wodzie morskiej0.0025 - 0.025 mm rocznie, co sprawia, że ​​nadaje się do większości zastosowań morskich wymagających 20+ lat żywotności.

5. Jak gęstość C71500 wpływa na obliczenia masy wymiennika ciepła?
Thegęstość c71500wynosi 8,94 g/cm3. Jest to niezbędne do obliczenia całkowitej masy wymiennika ciepła na potrzeby transportu, projektowania podpór konstrukcyjnych i planowania logistyki.

6. Czy rur sb111 c71500 można używać w zanieczyszczonej wodzie morskiej zawierającej siarkowodór?
sb111 c71500 (70/30)jest preferowany w stosunku 90/10 w przypadku zanieczyszczonej wody morskiej zawierającej H₂S, chociaż nie jest całkowicie odporny. Jeśli warstwa ochronna jest dojrzała,-krótkie narażenie jest dopuszczalne.

7. Jaka jest minimalna prędkość wody, aby zapobiec osadzaniu się osadu w rurkach miedziano-niklowych?
Minimalna prędkość wody zapobiegająca osadzaniu się osadów i korozji pod osadamirura miedziana c70600Jest1,0 metr na sekundę. Poniżej tej wartości można spodziewać się awarii w ciągu 6-12 miesięcy.

8. Dlaczego stop blachy rurowej nie powinien być bardziej szlachetny niż stop rurowy do skraplaczy asme sb466 c715?
Dlaasme sb466 c715skraplaczy, arkusz rurowy, który jest bardziej szlachetny niż rura, tworzy parę galwaniczną, w której mniej szlachetna rura staje się anodą, przyspieszając korozję na końcu rury, w miejscu styku z arkuszem rurowym.

9. Jaki jest zakres temperatur wyżarzania-obrabianego na zimno stopu miedzi i niklu UNS C71500?
DlaStop miedzi i niklu UNS C71500, zakres temperatur wyżarzania w celu przywrócenia ciągliwości po obróbce na zimno wynosi700 - 825 stopień.

10. Jaka jest skrawalność miedzi niklowej 70/30 w porównaniu z mosiądzem automatowym-do produkcji kołnierzy?
TheSkrawalność miedzi i niklu 70/30Wartość znamionowa wynosi 20%-mosiądzu swobodnego, co oznacza, że ​​wymaga niższych prędkości i mocniejszych narzędzi. C71500 jest nieco trudniejszy w obróbce niż C70600 ze względu na wyższą zawartość niklu.

11. Jaki rodzaj spawania jest zalecany w przypadku rur wymiennika ciepła C70600 z blachą sitową?
Spawanie łukiem wolframowym w gazie (GTAW/TIG)z dodatkiem spoiwa ERCuNi (AWS A5.7) jest zalecaną metodą spawaniaLampy C70600do arkuszy rurowych ze stopów miedzi.

12. Czy dostępne są-raporty z inspekcji stron trzecich dla lamp skraplacza C71500?
Tak. Raporty z inspekcji-stron zewnętrznych (SGS, BV, ABS, DNV) dlaRurki skraplacza C71500są dostępne na życzenie klienta, łącznie z certyfikatami testów młyna EN 10204 3.1.