Что охватывает ASTM B111
ASTM B111/B111M — это стандартная спецификация для бесшовных конденсаторных трубок из меди и медных-сплавов, а также наконечников. Он охватывает широкую линейку деформируемых сплавов, в том числе UNS C71500 -, медно-никелевый сплав 70/30, который остается эталонным материалом для конденсаторов, охлаждаемых морской водой-, теплообменников и морских трубопроводов. Трубы производятся бесшовным способом и заказываются по наружному диаметру, толщине стенки, закалке и длине: в виде прямых отрезков или U-изогнутых пучков. Запас трубных-обжимных наконечников соответствует тем же спецификациям и предъявляет те же требования к составу и закалке, что и трубки, которые они обслуживают, поэтому комплект конденсатора может быть поставлен как один совместимый комплект.
Обозначение 70/30 описывает номинальное соотношение меди-к-никелю: около 70 % меди и 30 % никеля, с преднамеренными добавками железа и марганца. Эта комбинация позволяет получить сплав, который не просто «более устойчив к коррозии», чем сплав 90/10, но и устойчив к другому механизму повреждения -, он выдерживает более высокие скорости потока морской воды и более высокие температуры, прежде чем начнется ударное воздействие или эрозионная-коррозия.
Химический состав UNS C71500
Приведенные ниже ограничения применяются к трубам и втулкам C71500 в соответствии с ASTM B111, и тот же химический состав сплава используется для труб и трубок, поставляемых в соответствии с ASTM B466 / ASME SB466.
| Элемент | Содержание, % |
|---|---|
| Никель, Ni | 29.0 - 33.0 |
| Железо, Fe | 0.40 - 1.0 |
| Марганец, Мн | 1,0 макс. |
| Цинк, Zn | 1,0 макс. |
| Свинец, Pb | 0,05 макс. |
| Медь, Cu | Остаток |
Железо и марганец не являются посторонними примесями в этой марке. Они являются элементами, которые стабилизируют защитную-богатую поверхностную пленку и являются причиной того, что правильно изготовленная трубка 70/30 выдерживает годы эксплуатации в аэрированной морской воде, в то время как недостаточно-легированная продукция рано выходит из строя. Вот почему диапазоны указываются как окно, а не как максимум.
Механические свойства и режимы
Трубы C71500 обычно заказываются в отожженном состоянии для гибки и прокатки в трубные решетки, а также в легкой-тянутой закалке, когда требуется более высокая прочность. Типичные минимальные требования к закалкам, используемым для этой марки, кратко изложены ниже.
| Характер | Предел прочности | Предел текучести | Удлинение |
|---|---|---|---|
| OS025 (отожженный) | 414 МПа / 60 тысяч фунтов на квадратный дюйм | 172 МПа / 25 тысяч фунтов на квадратный дюйм | 45% |
| OS035 (отожженный) | 372 МПа / 54 тыс. фунтов на квадратный дюйм | Установленный минимум по характеру | 45% |
Удлинение отожженных закалок велико, что позволяет прокатывать или развальцовывать трубы в трубные решетки, сгибать их в холодном состоянии в U-форму и развальцовывать без образования трещин. Если конструкция конденсатора требует более высокой прочности на выдергивание трубки-пластины-, выбирают более твердые сорта и соответствующим образом корректируют процедуру расширения.
Формы поставки, размеры и допуски
Бесшовные трубы C71500 доступны в прямой и U-изогнутой форме, внешний диаметр и толщина стенок которых соответствуют практике теплообменников. Контроль размеров — это часть спецификации, которая чаще всего решает, будет ли комплект собран аккуратно:
Наружный диаметр и толщина стенки с допусками, указанными в спецификации, проверены в указанных точках замера.
Припуск на толщину стенки для изгиба, чтобы утонченная внешняя стенка U-изгиба все еще соприкасалась с минимальной стенкой.
Прямолинейность и квадратные-обрезанные концы, чтобы концы труб входили в трубную решетку под прямым углом перед расширением.
Допуск по длине для прямых труб и расширенный допуск по длине для U-трубок.
Контроль округлости, поскольку чрезмерная овальность снижает качество компенсатора на трубной доске.
Применение в конденсаторах, теплообменниках и морских системах
Марка 70/30 используется там, где скорость потока морской воды, температура или нагрузка песка находятся на верхнем пределе допустимых значений для медно-никелевого сплава или когда требуется расчетный срок службы, превышающий срок службы материала 90/10:
Поверхностные конденсаторы пара и вспомогательные конденсаторы на электростанциях и судах.
Многоступенчатые-мгновенные и многоступенчатые-опреснительные установки, включая нагреватель рассола и трубы секции рекуперации.
Кожухо-и-трубчатые теплообменники, маслоохладители и воздухоохладители в нефтехимической и морской эксплуатации.
Заготовка с наконечниками для концов труб и фитингов для труб морской воды в морских системах.
Трубки дистиллятора, трубки испарителя и трубки нагревателя питательной воды низкого-давления.
Точки изготовления, сварки и контроля
Медно--никель легко изготовить, но в полевых условиях чаще всего наблюдаются два вида отказов: загрязнение и чрезмерное тепловложение. Практические моменты для работы в мастерской и на объекте:
Очистите концы труб и прилегающие поверхности перед развальцовкой или сваркой. Частицы углеродистой стали, железные опилки и маркировочные чернила, содержащие сульфид-, являются обычными источниками локального воздействия.
Используйте специальный медно-никелевый присадочный материал соответствующего состава для газовой вольфрамовой сварки; не заменяйте медный или латунный наполнитель.
Поддерживайте низкое тепловложение и контролируйте температуру между проходами; медь-никель обладает высокой теплопроводностью, поэтому тепло быстро отводится и легко возникает локальный перегрев.
После сварки удалить термический оттенок и остатки механическим способом; не оставляйте на поверхности-шлифовальную пыль, загрязненную железом.
Проверка обычно включает химический анализ, испытания на растяжение и сплющивание, гидростатические или пневматические испытания, вихретоковое исследование и, если указано, определение размера зерна и расширение. Сертификаты EN 10204 3.1 обычно используются для экспортных проектов.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: В чем разница между медно-никелевыми трубками 90/10 и 70/30?
UNS C70600 содержит около 10% никеля, а UNS C71500 — около 30%. Более высокое содержание никеля в C71500 придает ему большую стойкость к ударному воздействию и эрозионной-коррозии, поэтому он используется при более высоких скоростях морской воды, в более загрязненных водах и там, где требуется более длительный расчетный срок службы. C70600 остается экономичным выбором для чистой и медленной работы в морской воде.
Вопрос: Является ли ASTM B111 таким же, как ASME SB111?
Да по существу. ASME SB111 — это код ASME, принятый в соответствии с ASTM B111/B111M, и эти два документа имеют одинаковые обозначения сплавов, режимы и требования к испытаниям. В соответствии с соответствующими кодами встреча одной трубки рассматривается как встреча другой.
Вопрос: Почему в пределе состава указаны железо и марганец?
Оба элемента улучшают защитную поверхностную пленку сплава. Железо в диапазоне 0,40-1,0% и марганец до 1,0% необходимы для обеспечения постоянной устойчивости к текущей морской воде. Их удаление приведет к тому, что медно-никелевый сплав будет выглядеть правильно по анализу никеля, но будет плохо работать в эксплуатации.
Вопрос: Можно ли приваривать трубы C71500 к трубной решетке, а не расширять их?
Да. Используются как прокатанные, так и сварные соединения труб-с-трубами-листами, а сварные соединения обычно используются в условиях высокого-давления и высокой-вибрации. Сварка требует соответствующего медно-никелевого наполнителя, контролируемого тепловложения и тщательной очистки, поскольку загрязнение соединения железом является основной причиной преждевременного выхода из строя.
Вопрос: Какие тесты следует запрашивать при экспортном заказе?
Типичными требованиями являются химический анализ тепловых испытаний, испытания на растяжение и удлинение, испытания на сплющивание или расширение, испытания гидростатическим или пневматическим давлением, а также вихревые-токовые испытания. Свидетельствование-третьих сторон и сертификаты материалов по стандарту EN 10204 3.1 обычно требуются для морских и энергетических проектов.
