ASTM B111 C68700 Комплект алюминиевых латунных трубок для теплообменников морской воды

ASTM B111 C68700 — это марка бесшовных труб из алюминиевой латуни, предназначенная для пучков труб теплообменников в конденсаторах,-охлаждаемых морской водой, испарителях и дистилляторах. Сплав содержит 76,0-79,0% меди и 1,8-2,5% алюминия с контролируемой добавкой мышьяка 0,02-0,06%. Алюминий образует тонкую самовосстанавливающуюся оксидную пленку, которая устойчива к высокоскоростной соленой воде и загрязненной портовой воде, а мышьяк подавляет преимущественную потерю цинка. Тот же материал используется на международном уровне как CuZn20Al2As, HAL77-2 в GB/T 8890, CZ110 в BS 2871, C6870 в JIS H3300 и CuZn20Al2 в DIN 1785.

Из чего состоит комплект трубок C68700

Пучок труб — это собранная поверхность теплопередачи кожухо-и-трубчатого теплообменника: набор бесшовных трубок вместе с трубными решетками, перегородками и стержнями, которые их фиксируют. Пакет C68700 может поставляться в виде прямых трубок или U-образных трубок, согнутых под действием одной и той же производственной плавки, поэтому перед отправкой весь пакет изготавливается, подвергается термической обработке и тестируется как единое целое. Прямые трубы поставляются в отожженной закалке O61. Трубы с U-изгибом формируются после окончательного отжига и заказываются в соответствии с требованиями к размерам и изгибу, указанными в спецификации U-изгиба ASME SB395, которая используется вместе с ASTM B111 для этой формы продукта.

Типичные конфигурации комплекта:

Внешний диаметр трубки: от 15 до 25 мм.

Толщина стенки: от 0,5 мм до 1,2 мм.

Длина: до 6000 мм

Расположение трубок: прямое или U-образное.

Трубы производятся с жесткими допусками, обычно плюс-минус 0,05 мм по наружному диаметру и плюс-минус 10% по толщине стенки. Контроль допусков имеет значение, поскольку расширение трубы-к-трубе-листу происходит внутри узкого диапазона: чрезмерная-прокатка тонкой стенки деформирует связку между отверстиями, а недостаточная-прокатка оставляет потенциальный путь утечки вдоль соединения.

Химический состав и механические свойства

Таблица 1. Состав и свойства UNS C68700 при комнатной-температуре в отожженном состоянии O61, как того требует ASTM B111.

ASTM B111 устанавливает минимальную прочность на разрыв, минимальный предел текучести и минимальное удлинение для каждой комбинации номера UNS и состояния. Отожженная закалка O61 является условием поставки трубок конденсатора и теплообменника, а в сертификате механических испытаний каждой партии указаны измеренные значения в сравнении с этими минимальными значениями, поэтому покупатель может подтвердить, что пакет не был поставлен в более твердой и менее расширяемой закалке.

Коррозия и термическое поведение при эксплуатации

Скорость коррозии в морской воде: менее 0,01 мм/год в чистой проточной морской воде, при этом защитная пленка оксида алюминия восстанавливается-после легкого механического повреждения.

Допуск по скорости: алюминиевая латунь выбрана специально для работы в условиях высокой-скорости и турбулентности охлаждающей воды, где низколегированные латуни-могут подвергаться эрозионной-коррозии на входе в трубу.

Характер загрязнения: контролируемое выделение ионов меди ограничивает макрозагрязнение канала трубки, что помогает общему коэффициенту теплопередачи оставаться стабильным между циклами очистки.

Теплопроводность: 100,4 Вт/(м·К) при 20 градусах, что намного выше, чем у нержавеющей стали, поэтому можно использовать тонкие стенки без ущерба для теплопередачи.

Коэффициент линейного расширения: 18,5×10^-6за градус более 20-300 градусов.

Удельная теплоемкость: 0,09 кал/(г·градус) при 20 градусах.

Проверка и тестирование готовых пакетов

Каждая трубка проходит определенную последовательность испытаний перед выпуском пакета:

Вихретоковое тестирование всей длины трубы в соответствии с практикой E243 для обнаружения поверхностных и подповерхностных неоднородностей.

Гидростатические испытания при давлении, в 1,5 раза превышающем расчетное, или при напряжении волокна, указанном в ASTM B111, где стандарт устанавливает руководящий минимум.

Испытание на расширение по методу испытаний B153 и испытание на сплющивание образцов из партии; на обоих не должно быть видимых трещин и разрывов.

Испытание на остаточное напряжение: C68700 является одним из сплавов, для которых ASTM B111 требует испытания на нитрат ртути (B154) или испытания на пары аммиака (B858).

Сертификат испытаний материала, в котором записан номер плавки, химический анализ, механические свойства и результаты не-неразрушающих испытаний.

Сервисные приложения

Судостроение: главные и вспомогательные конденсаторы, охладители смазочного масла и водяные охладители рубашек на коммерческих и военных судах.

Морские платформы: контуры охлаждения морской водой и технологические теплообменники, подвергающиеся постоянному воздействию солевых туманов.

Береговые электростанции: поверхностные конденсаторы пара, работающие при охлаждении-морской водой.

Опреснительные установки: пучки трубок дистиллятора и испарителя в много-многоступенчатых и многоступенчатых-линейных установках, где трубы должны выдерживать рассол при повышенной температуре.

Примечания по выбору и обращению

Три фактора определяют, достигнет ли комплект C68700 расчетного срока службы. Во-первых, химический состав охлаждающей воды: сульфидная-содержащая или аммиачная-загрязненная вода разрушает защитную пленку, и при такой эксплуатации диапазон допустимых скоростей резко сужается. Во-вторых, профиль скорости: входное отверстие трубы и внешний гребень U-изгиба являются зонами,-наиболее подверженными эрозии, поэтому входные-концевые вставки или защитные покрытия обычно используются на агрегатах с высокой-скоростью. В-третьих, механическая опора: расстояние между перегородками, зазор между отверстиями в трубной решетке и овальность U-изгибов влияют на вибрационную усталость, поэтому перед установкой трубы следует хранить в сухом виде, с закрытыми крышками и без стоячей воды.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Что такое ASTM B111 C68700?
ASTM B111 — это спецификация для бесшовных конденсаторных трубок из меди и медных-сплавов, а также наконечников. C68700 — это марка алюминиевой латуни, входящая в ее состав, содержащая 76,0–79,0% меди, 1,8–2,5% алюминия и 0,02–0,06% мышьяка, обычно поставляемая в отожженном состоянии O61.

Вопрос: Каковы минимальные механические свойства C68700 в закалке O61?
Минимальный предел прочности на растяжение 345 МПа (50 фунтов на квадратный дюйм) и минимальный предел текучести 125 МПа (18 фунтов на квадратный дюйм). Минимальное удлинение указано ASTM B111 для каждого номера UNS и состояния и проверено в сертификате испытаний, поставляемом вместе с партией.

Вопрос: Чем C68700 отличается от адмиралтейской латуни C44300?
C44300 содержит 70,0-73,0% меди, 0,9–1,2% олова и 0,02–0,06% мышьяка и хорошо работает в чистой морской воде. C68700 заменяет олово алюминием, что повышает прочность при отжиге и обеспечивает заметно лучшую устойчивость к высокой скорости воды, что делает его обычным выбором для прямоточных прибрежных конденсаторов.

Вопрос: В каких стандартах перечислены эквивалентные марки C68700?
В GB/T 8890 он обозначен HAL77-2, в BS 2871 используется CZ110, в JIS H3300 указан C6870, в DIN 1785 используется CuZn20Al2, а аналогом ASTM B111 по ASME является SB111. Форма U-образного изгиба соответствует стандартам ASTM B395 и ASME SB395.

Вопрос: Почему в алюминиевую латунную трубку добавляется мышьяк?
Добавление мышьяка в концентрации 0,02-0,06% действует как катодный ингибитор, предотвращающий преимущественное обесцинкование латунной матрицы, которое является основным видом разрушения простой латуни в аэрированной или низкоскоростной воде.

Вопрос: Как проверяется комплект трубок C68700 перед отправкой?
Вихретоковые испытания по всей длине, гидростатические испытания, испытания на расширение и сплющивание партийных образцов, а также испытания на остаточное напряжение, необходимые для этого сплава, - все это подтверждается сертификатом испытаний материала для каждой плавки.