Полированная медно-никелевая трубка: назначение и определение
UNS C70600 — медно-никелевый сплав 90/10, используемый в большинстве трубок конденсаторов и теплообменников, охлаждаемых морской водой-. ASTM B111/B111M, принятый ASME как SB111, является основной спецификацией для бесшовных трубок конденсатора и заготовок с наконечниками, изготовленных из этого сплава. «Полированная» описывает состояние полученной поверхности: вместо легкого оксида, оставшегося в результате окончательного отжига, труба механически полируется или подвергается яркому отжигу, чтобы получить гладкую поверхность,-свободную от оксидов, с контролируемой шероховатостью.
В данном случае обработка поверхности не является косметической. Более гладкое отверстие означает более тонкий пограничный слой и лучшую теплопередачу, меньше мест для образования отложений и биологического загрязнения, более легкую очистку и лучшую видимость при визуальном и вихретоковом контроле. Для теплообменников, работающих с технологическими потоками пищевого-, фармацевтического качества или высокой{3}}чистоты, полированная поверхность также снижает риск загрязнения продукта и удержания твердых частиц.
Медно-никелевые марки и их химия
| Торговое обозначение | номер УНС | Основные моменты композиции | Мин. растяжимый | Мин. урожай | Удлинение |
|---|---|---|---|---|---|
| CuNi 90/10 | C70600 | Cu 88,6 не более, Ni 9-11, Fe 1,0-1,8, Mn 1,0 не более, Pb 0,05 не более, Zn 1,0 не более | около 40 тысяч фунтов на квадратный дюйм (275 МПа) | около 15 тысяч фунтов на квадратный дюйм (103 МПа) | 30 % |
| CuNi 90/10 улучшенный | C7060X | Остаток Cu, Ni 10-11, Fe 1,5-2,0, Mn 0,5-1,0, Pb 0,01 не более, Zn 0,2 не более | около 40 тысяч фунтов на квадратный дюйм (275 МПа) | около 15 тысяч фунтов на квадратный дюйм (103 МПа) | 30 % |
| CuNi 70/30 | C71500 | Cu 65,0 не более, Ni 29-33, Fe 0,40-1,00, Mn 1,0 не более, Pb 0,05 не более, Zn 1,0 не более | около 52 тысяч фунтов на квадратный дюйм (360 МПа) | около 18 тысяч фунтов на квадратный дюйм (125 МПа) | 45 % |
| CuNi 70/30 модифицированный | C71640 | Остаток Cu, Ni 29-32, Fe 1,7-2,3, Mn 1,5-2,5. | около 63 тысяч фунтов на квадратный дюйм (435 МПа) | около 25 тысяч фунтов на квадратный дюйм (172 МПа) | как указано |
Усовершенствованная марка 90/10 (C7060X) существует потому, что спецификации трубопроводов и теплообменников, написанные для систем с морской водой, требуют более строгого контроля остаточных элементов и гарантированного содержания железа: железо — это элемент, который создает защитную пленку, противостоящую эрозионной коррозии в текущей морской воде. Аналогичные опубликованные минимальные требования применяются ко всем формам продукции, а механические требования, фактически применимые к данному заказу, соответствуют требованиям, указанным в приобретенных стандартах и условиях.
Варианты отделки поверхности
Яркий отжиг: окончательный отжиг в защитной атмосфере, дающий чистую, слегка отражающую поверхность, свободную от тяжелых оксидов, сохраняющую при этом мягкий характер, необходимый для расширения.
Травление и пассивация: оксид удален химически, с однородным матовым-блестящим покрытием; стандарт для трубок, поставляемых в общий теплообменник.
Механическая полировка: абразивная полировка внешней поверхности и отверстия, где это необходимо, до заданной шероховатости для обеспечения возможности очистки и гигиенических требований.
Зеркальная полировка: полировка с высокой -шероховатостью-для применений, где важен контроль загрязнения или внешний вид.
Смазанные маслом или сухие: трубы могут поставляться сухими или с антикоррозионной-пленкой для длительной перевозки по морю, при этом пленку удаляют перед установкой.
Какая бы обработка ни была выбрана, с концов трубок удаляются заусенцы, отверстие очищается от остатков полировки, а трубки закрываются колпачками или оборачиваются так, чтобы полированная поверхность доходила до места неповрежденной.
Термическая обработка, термостойкость и физические данные
Медно--никелевая трубка подвергается термической обработке только с двумя целями: мягкий отжиг и снятие напряжений. Рекристаллизационный отжиг проводится в широком температурном диапазоне примерно от 620 до 900 градусов Цельсия, выбранном в зависимости от степени холодной обработки, содержания никеля и второстепенных легирующих элементов; высокие температуры сочетаются с коротким временем непрерывной работы печи, а более низкие температуры — с более длительным временем статического режима. Отжиг-для снятия напряжений выполняется при температуре от 280 до 500 градусов C, а атмосфера-бескислородная или слегка восстановительная атмосфера позволяет избежать необходимости последующего тяжелого травления.
Прочность в горячем состоянии повышается при добавлении никеля и добавок железа и марганца. Марка 90/10 используется в оборудовании, работающем под давлением примерно до 300 градусов Цельсия, а марка 70/30 – примерно до 350 градусов Цельсия; выше этих пределов предел ползучести и предел деформации при ползучести быстро падают. Сплав 90/10 имеет плотность около 8,94 г/см³ и теплопроводность примерно 40 Вт/(м·К), что на порядок ниже чистой меди -, которую проектировщики обменников обменивают на коррозионную стойкость сплава.
Коррозионное поведение и условия эксплуатации
Морская и солоноватая вода: отличная стойкость к общей коррозии, точечной и щелевой коррозии; сплав не подвержен обесцинкованию, поскольку он не содержит цинка сверх остаточного максимума.
Коррозионное растрескивание под напряжением: высокая стойкость в хлоридной среде, но труба,-сформованная методом холодной штамповки и впоследствии подвергающаяся нагрузкам при эксплуатации, должна быть-снята с напряжения.
Скорость: расчетную скорость поддерживать в районе 1,5-3 м/с для трубы 90/10; более высокие скорости требуют 70/30 или входных наконечников.
Загрязнение: выброс ионов меди ограничивает рост морской среды, сокращая частоту очистки; механическая очистка не должна царапать защитную пленку.
Аммиак и соединения аммония: агрессивны по отношению ко всем медным сплавам, поэтому необходимо проверять-перенос-паровых и чистящих химикатов.
Точки контроля и качества
Вихретоковый контроль по всей длине на дефекты швов, стенок и поверхности; гидростатическое испытание, если этого требует заказ.
Проверка шероховатости поверхности полированной трубы на соответствие согласованному значению шероховатости, измеренному в определенных местах по длине.
Проверка размеров наружного диаметра, стенки, длины и прямолинейности, а также торцевой прямоугольности.
Визуальный осмотр отверстия с помощью бороскопа на отобранных трубках для подтверждения удаления остатков полировки и следов рисования.
Сертифицированные химические и механические свойства с отслеживанием номера плавки в сертификате испытаний материала.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Что придает слово «полировка» медно-никелевой трубке?
Полированная поверхность уменьшает загрязнение и образование отложений, немного улучшает теплопередачу и делает очистку и осмотр более эффективными. Он предназначен для гигиеничных теплообменников высокой-чистоты и-чувствительных к загрязнению.
Вопрос: Изменяет ли полировка механические свойства?
Нет. Полировка – это поверхностная операция. Химический состав и требования к растяжению, текучести и удлинению остаются такими же, как у заказанного сплава и состояния согласно ASTM B111 или ASME SB111.
Вопрос: Какой сорт меди-никеля следует выбрать для морской воды?
90/10 (C70600) подходит для работы в морской воде с умеренной скоростью по разумной цене, тогда как 70/30 (C71500) выбирается для более высоких скоростей, загрязненной воды и более высоких температур.
Вопрос: Необходимо ли снятие напряжения после изгиба?
При умеренных изгибах отожженной трубы в этом обычно нет необходимости. Если формовка требует значительной холодной обработки и трубка будет подвергаться воздействию теплой морской воды, хорошей практикой является отжиг для снятия напряжения-в диапазоне 280–500 градусов C.
Вопрос: Можно ли сваривать полированную трубку?
Да. Медно--никелевые сплавы хорошо свариваются с соответствующим присадочным металлом, а сварные формы сплавов регулируются собственными спецификациями. Перед сваркой полированную поверхность необходимо локально очистить.
Вопрос: Как следует хранить полированную трубку на объекте?
Сухие, по возможности в помещении, с установленными торцевыми крышками и поддержанными связками во избежание прогиба. Стоячая вода и песок являются основными причинами повреждения поверхности перед установкой.
