Сварные и бесшовные трубы в теплообменниках из медных сплавов
Алюминиевая латунная теплообменная трубка C68700 производится двумя способами. Бесшовные трубы изготавливаются из литой и горячедеформированной заготовки, подвергнутой холодной вытяжке по размеру, а ее качество регулируется ASTM B111/B111M, стандартными спецификациями для бесшовных конденсаторных трубок из меди и медных -сплавов, а также заготовок с наконечниками. Сварная трубка изготавливается из полосы, которая свернута в цилиндр, соединена непрерывным продольным сварным швом, а затем отожжена, вытянута или калибрована по размеру, а сварная трубка теплообменника подпадает под действие собственной спецификации на сварные трубы из меди и медных -сплавов, а не B111.
Это различие имеет значение с коммерческой и технической точек зрения. Покупатели, которым нужна сварная продукция, должны указать в заказе технические характеристики сварных труб, чтобы качество сварного шва, режим испытаний и пределы приемки были такими же, как для сварных труб, а не считывались из стандарта на бесшовные трубы. В этой статье сравниваются два маршрута и объясняется, где находится каждый из них.
Распространенные марки трубок теплообменника из медного сплава
| Оценка | номер УНС | Основные легирующие элементы | Типичное применение |
|---|---|---|---|
| Адмиралтейская латунь | C44300 | Медь, цинк, олово, ингибитор мышьяка | Морские конденсаторы, электростанции, чистая морская вода |
| Алюминий латунь | C68700 | Медь, алюминий, цинк, ингибитор мышьяка | Конденсаторы и теплообменники морской воды |
| 90-10 медно-никелевый | C70600 | Медь с содержанием никеля и железа около 10 %. | Опреснительные установки, судостроение, вода с более высокой скоростью. |
| 70-30 медно-никелевый | C71500 | Медь с содержанием никеля и железа около 30 %. | Конденсаторы высокого давления, морские платформы |
| 80-20 медно-никелевый | C71000 | Медь с содержанием никеля около 20 %. | Нагреватели питательной воды и испарители |
Среди них алюминиевая латунь остается наиболее распространенным сварным или бесшовным выбором для агрегатов с охлаждением морской водой, поскольку она обеспечивает баланс между коррозионной стойкостью, теплопроводностью и стоимостью. Медно--никелевые марки используются в тех случаях, когда вода загрязнена, когда скорость высокая или когда используются более высокие температуры.
Настроения и условия снабжения
| Состояние | Описание | Пригодность |
|---|---|---|
| Отожженный (мягкий) | Полностью рекристаллизуется после окончательной вытяжки или отжига сварного шва. | U-изгиб, расширение трубной решетки, общая работа теплообменника |
| Свет нарисованный | Умеренная холодная обработка после отжига | Прямые трубы, требующие дополнительной жесткости |
| Жесткий рисунок | Максимальная прочность и твердость | Применение в прямых трубах высокого давления |
| Как сварено, так и отожжено | Сварная полоса, сварной шов нормализуется, а затем калибруется | Длинномерные пучки для работы при низком и среднем давлении. |
В отожженном состоянии ASTM B111 требует минимальной прочности на разрыв 345 МПа и минимального предела текучести 125 МПа для C68700, что является основой для заказа большинства трубок конденсатора морской воды. Отжиг после холодной обработки или сварки снимает остаточное напряжение, восстанавливает пластичность, а в случае сварных труб нормализует зону сварки так, что ее коррозионное поведение приближается к коррозионному поведению основного металла.
Сварные и бесшовные трубы
Бесшовная труба используется по умолчанию для критически важных конденсаторов, поскольку она не содержит продольных сварных швов и, следовательно, не имеет несплошностей,-связанных со сварными швами. Он выдерживает более высокие давления и повсеместно принимается техническими характеристиками, а его размерный контроль после холодного волочения превосходен. Его недостатками являются стоимость и ограничение максимальной длины, которую можно произвести и отгрузить.
Сварная труба изготавливается из полосы, что удешевляет ее и позволяет получать рулоны очень большой или прямой длины с меньшим количеством стыков в пучке. Современное качество сварного шва высокое, а после отжига сварной шов коррозионная стойкость шва близка к стойкости основной полосы. Его ограничения заключаются в том, что сварной шов остается потенциальным местом для преимущественного разрушения, если отжиг неполный, что устойчивость к давлению ниже, чем у сопоставимой бесшовной трубы, и что некоторые конечные пользователи просто не разрешают использовать сварные трубы в конденсаторах независимо от их качества.
Практическое правило выбора — использовать бесшовную трубу там, где теплообменник имеет решающее значение, где давление или скорость воды высоки или где спецификации написаны для электроэнергетической компании. Сварные трубы подходят для теплообменников низкого давления, для больших пучков, где большая длина сокращает количество соединений и времени на монтаж, а также для применений, где это явно разрешено спецификациями покупателя. В каждом случае в заказе на поставку должно быть указано, какая спецификация продукта применяется, требования к качеству сварного шва, режим испытаний и необходимо ли располагать сварной шов вдали от зон наибольшей эрозии.
Тестирование, проверка и установка
Оба продукта проверяются химическим анализом, испытаниями на растяжение и твердость, проверкой размеров и поверхности, а также испытаниями на гидростатическое давление. Сварная труба дополнительно требует проверки сварного шва, как правило, путем вихретокового контроля зоны сварного шва, а также испытаний на сплющивание и обратное сплющивание, которые натягивают шов и выявляют плохое проваривание. Вихретоковый контроль по всей длине проводится как для бесшовных, так и для сварных труб, когда этого требуют обязанности, с чувствительностью, устанавливаемой по просверленному эталонному отверстию или эквивалентному искусственному дефекту, согласованному с покупателем.
Во время установки труба расширяется в трубную решетку с контролируемым усилием, перегородки проверяются на правильность расстояния, а на трубах не должно быть царапин и следов,-содержащих аммиак, поскольку любое из них приведет к сбоям в работе с морской водой. Концы труб должны оставаться закрытыми до момента монтажа, а перед вводом в эксплуатацию пучок следует промывать, чтобы удалить мусор, который в противном случае осядет и вызовет коррозию под-отложениями.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Является ли ASTM B111 спецификацией для сварных труб?
Нет, ASTM B111 распространяется на бесшовные конденсаторные трубки из меди и медных-сплавов, а также втулки; Сварная трубка теплообменника заказывается в соответствии со спецификацией сварной трубы.
Вопрос: Какая закалка используется для трубки теплообменника C68700?
Отожженное состояние с минимальным пределом прочности на разрыв 345 МПа и минимальным пределом текучести 125 МПа является нормальным выбором для U--изгибов и пучков труб.
Вопрос: Корродирует ли сварная алюминиевая латунная трубка в месте сварного шва?
Нет, если сварной шов правильно сформирован и полностью отожжен; неполный отжиг оставляет напряженный шов с нарушенным составом, который может преимущественно подвергаться коррозии.
Вопрос: Чем сварные трубы отличаются от бесшовных по стоимости и длине?
Сварные трубы, как правило, дешевле и могут поставляться большей длины, что уменьшает количество стыков в большом пучке, но ограничивает их способность выдерживать давление.
Вопрос: Какой медный сплав следует использовать для загрязненной морской воды?
Медно-никелевые марки, такие как C70600 и C71500, предпочтительны для загрязненной морской воды или морской воды с высокой скоростью, где алюминиевая латунь может подвергаться ударам или избирательному воздействию.
Вопрос: Какие испытания подтверждают качество сварного пучка труб?
Испытания гидростатическим давлением, вихретоковые испытания по всей длине, а также испытания на сплющивание или обратное сплющивание сварного шва, подкрепленные сертификатами химических и механических испытаний на нагрев.
