Co to jest mosiądz cynowy ASTM B111 C44300
C44300 to oznaczenie UNS mosiądzu cynowego, stopu, który w branży wymiany ciepła nazywa się mosiądzem admiralickim. Jest to stop miedzi-cynku, w którym zawartość miedzi wynosi od 70,0% do 73,0%, dodaje się około 1% cyny, a niewielki, kontrolowany dodatek arsenu zapobiega odcynkowaniu. Gatunek jest wymieniony w normie ASTM B111/B111M, specyfikacji rur skraplacza bez szwu z miedzi i stopów miedzi oraz okuć, w tej samej rodzinie metali admiralicji, co C44400-inhibitowany antymonem i C44500-inhibitowany fosforem. Odpowiednie chińskie oznaczenie w GB/T 5231 to HSn70-1.
W porównaniu ze zwykłym mosiądzem 70/30 dodatek cyny zwiększa wytrzymałość i poprawia odporność na uderzenia oraz selektywną utratę cynku, która niszczy zwykłe mosiężne rurki w wodzie morskiej. Ponieważ stop pozostaje jednofazowym mosiądzem alfa w normalnym zakresie przetwarzania, dobrze ciągnie się na zimno i wygina, dlatego jest dostarczany w postaci prostych lub wygiętych w kształcie litery U-rur, a nie jako odlewy.
Skład chemiczny i właściwości fizyczne
Poniższa tabela podsumowuje kontrolowane zakresy dla C44300, wyrażone w procentach masowych oraz rolę, jaką odgrywa każdy element w eksploatacji.
| Element | Wymóg | Funkcja w stopie |
|---|---|---|
| Miedź | 70.0-73.0 % | Matryca przewodząca ciepło i prąd elektryczny |
| Cyna | 0.9-1.2 % | Zwiększa siłę, opóźnia odcynkowanie i atak uderzeniowy |
| Arsen | 0.02-0.06 % | Inhibitor blokujący selektywną utratę cynku po stronie wody |
| Żelazo | 0,06% maks | Element resztkowy utrzymywany na niskim poziomie w celu ochrony przewodności |
| Ołów | 0,07% maks | Pozostały element |
| Cynk | Reszta | Główny pierwiastek stopowy |
Typowe wartości fizyczne rury wyżarzonej to gęstość około 8,53 g/cm3, przewodność elektryczna rzędu 28% IACS, przewodność cieplna bliska 110 W/(m·K) w temperaturze pokojowej i moduł sprężystości około 117 GPa. Liczby te plasują C44300 blisko innych mosiądzów admiralicji i aluminium oraz znacznie za czystą miedzią pod względem przewodności, co jest akceptowanym kompromisem-w zakresie trwałości w wodzie chłodzącej.
Właściwości mechaniczne i dobór temperamentu
ASTM B111 ustala minimalne granice rozciągania i granicy plastyczności dla każdego numeru UNS i stanu oraz wymaga testów rozciągania i spłaszczania, a także badania prądami wirowymi, jeśli są one wywoływane w zamówieniu. Rury są zwykle zamawiane w stanie wyżarzonym w stanie O61, dzięki czemu można je zwinąć w-zgięcia w kształcie litery U; W przypadku rur prostych, które muszą wytrzymać wyższe ciśnienie wewnętrzne lub być odporne na wibracje, stosuje się gatunki ciągnione lekko i na twardo. Poniższe wartości są typowe dla lamp dostępnych na rynku, a minima specyfikacji są niższe.
| Stan | Wytrzymałość na rozciąganie | Siła plastyczności | Wydłużenie |
|---|---|---|---|
| Wyżarzone O61 | 330-380 MPa | 105-150 MPa | Minimalnie 40%. |
| Ciągnione światłem H55 | 400-470 MPa | 250-350 MPa | 15-25 % |
| Twardo ciągnione H80 | 500-600 MPa | 400-480 MPa | 8-15 % |
Wyżarzona rura musi zachować wystarczające wydłużenie, aby wytrzymać-zginanie w kształcie litery U i walcowanie-arkusza rury bez pękania, podczas gdy rura ciągniona na twardo traci plastyczność na wytrzymałość. Kontrolowana jest również wielkość ziaren w stanie wyżarzonym, ponieważ gruboziarniste ziarna zmniejszają trwałość zmęczeniową w wibracyjnym skraplaczu i powodują szorstkość powierzchni podczas zginania.
Zachowanie korozyjne w wodzie morskiej i słodkiej
Dodatek arsenu odróżnia C44300 od zwykłego mosiądzu. W wodzie chłodzącej stop tworzy warstwę ochronną, a inhibitor zapobiega preferencyjnemu atakowi fazy bogatej w cynk. Odporność na odcynkowanie zwykle wykazuje się za pomocą standardowego testu stopów miedzi zawierających cynk, ISO 6509, a nie poprzez wystawienie gotowej rury- na działanie temperatury pokojowej.
Mosiądz Admiralicji najlepiej sprawdza się w czystej, napowietrzonej wodzie morskiej i słodkiej oraz toleruje umiarkowane poziomy chlorków w obiegach chłodzących. Jego praktyczne ograniczenia są dobrze znane. Prędkości płynącej wody morskiej są zwykle utrzymywane w zakresie od 1 do 2 m/s, aby uniknąć uderzenia, stop nie jest zalecany do pracy w temperaturach znacznie powyżej 200 stopni i jest wrażliwy na amoniak i związki amonowe, które mogą powodować pękanie korozyjne naprężeniowe. Wody zawierające siarczki, dużą ilość wolnego amoniaku lub zawieszony piasek wymagają zamiast tego stopów miedziowo-niklowych.
Typowe zastosowania usług
Skraplacze powierzchniowe i pomocnicze wymienniki ciepła w energetyce
Chłodnice wody morskiej i słonawej, parowniki i wiązki rur destylacyjnych
Skraplacze pokładowe, chłodnice oleju i rury instalacji odsalania
Skraplacze chłodnicze i HVAC pracujące na wodzie chlorowanej lub słonawej
Tulejki i łączniki rurowe-do sprzętu wymienionego powyżej
Punkty produkcji, instalacji i kontroli
Rury są ciągnione na zimno i wyżarzane do gotowego rozmiaru, a następnie prostowane i przycinane na odpowiednią długość. Gięcie w kształcie litery U odbywa się w stanie wyżarzonym za pomocą trzpienia, a wygięte nogi są odprężane tylko tam, gdzie wymaga tego konstrukcja. Rury są rozprężane w arkusze rur poprzez walcowanie; Do zadań specjalnych stosuje się spawane połączenia rur-z-rurą-blachą, a spawanie lub lutowanie w gazie obojętnym jest preferowane zamiast procesów z użyciem paliwa tlenowego-, ponieważ cynk zawarty w stopie ulatnia się, gdy dopływ ciepła nie jest kontrolowany.
Trzy praktyczne zasady zapobiegają większości awarii w terenie. Po pierwsze, nigdy nie znakuj rur z mosiądzu cynowego zwykłymi markerami zawierającymi grafit lub amoniak-, ponieważ pozostałości sprzyjają pękaniu korozyjnemu naprężeniowemu. Po drugie, osady boczne-z czystej wody za pomocą hamowanych kwasów lub środkami mechanicznymi, ponieważ silne kwasy mineralne atakują stop. Po trzecie, podczas przechowywania probówki powinny być suche i wentylowane, aby nie gromadził się kondensat i amoniak z materiałów opakowaniowych.
Kontrola przychodząca zwykle obejmuje kontrolę wymiarów, weryfikację twardości i stanu odpuszczenia, wielkości ziaren, szczelności hydrostatycznej lub pneumatycznej oraz badanie prądami wirowymi pod kątem pocieniania ścianek. Wraz z rurką należy przechowywać zapisy dotyczące liczby wytopów, stanu i wyników badań, aby można było prześledzić uszkodzony wiązek aż do jego odlewu.
Często zadawane pytania
P: Czy C44300 to to samo co mosiądz admiralicji?
Tak. C44300 to numer UNS dla metalu admiralicji-inhibitowanego arsenem, zwanego w branży transferu ciepła mosiądzem admiralickim. Antymon-inhibitowany C44400 i fosfor-inhibitowany C44500 należą do tej samej rodziny z różnymi dodatkami inhibitorów.
P: Dlaczego arsen dodaje się do stopu miedzi?
Nie jest obecny ze względu na siłę. Arsen tworzy stabilną warstwę powierzchniową, która zapobiega rozpuszczaniu się fazy bogatej w cynk-ze stopu, co jest mechanizmem niszczącym nieskrępowany mosiądz w wodzie chłodzącej zawierającej chlorki.
P: Jaka prędkość przepływu jest bezpieczna w skraplaczu wody morskiej?
Dostęp do czystej wody morskiej jest zwykle ograniczony do około 1-2 m/s. Większa prędkość zwiększa atak uderzeniowy na wlotach rur, a woda piaszczysta lub napowietrzona jeszcze bardziej obniża praktyczny limit.
P: Czy C44300 można stosować w wodzie chłodzącej zawierającej-amoniak?
Nie. Stop jest wrażliwy na amoniak i związki amonowe, które mogą powodować pękanie korozyjne naprężeniowe. Gatunki miedzio-niklowe są zwykle substytutem tam, gdzie spodziewany jest amoniak.
P: Jaki stan należy zamówić w przypadku rur-wygiętych typu U?
Wyżarzony O61 jest normalnym wyborem, ponieważ ma wydłużenie potrzebne do gięcia trzpieniowego i walcowania-arkuszy rurowych. Twarde ciągnienie jest zarezerwowane dla prostych rur, które muszą być odporne na ciśnienie i wibracje.
P: W jaki sposób sprawdzana jest odporność na odcynkowanie?
Za pomocą testu ISO 6509 dla stopów miedzi zawierających cynk, który mierzy głębokość selektywnego ataku na przygotowaną próbkę. Wynik badania jest właściwością materiału i powinien być odnotowany w świadectwie huty.
