Mikä ASTM B111 C44500 Admiralty Brass on
UNS C44500 on fosfori-inhiboitu Admiralty-messingin laatu, seosperhe, jonka ASTM B111 listaa admiraliteettimetalleiksi B, C ja D. Kolme inhiboitua versiota ovat kemiallisesti lähes identtisiä kupari-, tina- ja sinkkitasapainoltaan ja eroavat vain käytetyn arseenin C4:n desinkin poistumisen suhteen. antimonia C44400:ssa ja fosforia C44500:ssa. Siksi C44500 kuvataan yleensä fosforoiduksi admiraliteettimessingiksi.
Seos toimitetaan saumattomana lauhdutinputkena ja holkkimassana ASTM B111/B111M -standardin mukaisesti, ja se on saatavana myös muissa tuotemuodoissa sovellettavien kuparilejeeringin eritelmien mukaisesti. Sen yhdistelmä kohtalaista lujuutta, korkeaa lämmönjohtavuutta ja hyvää jäähdytysveden kestävyyttä tekee siitä vakiovalinnan lauhduttimiin ja lämmönvaihtimiin, joissa paineet, nopeudet ja lämpötilat ovat kohtuullisia.
Kemiallinen koostumus ja fysikaaliset ominaisuudet
ASTM B111 määrittää seuraavat rajat C44500:lle massaprosentteina.
| Elementti | Vaatimus | Toiminto metalliseoksessa |
|---|---|---|
| Kupari (Cu) | 70.0-73.0 % | Matriisi; lämmön ja sähkön johtuminen |
| Tina (Sn) | 0.9-1.2 % | Vahvuus; vastustuskyky iskuhyökkäykselle |
| Fosfori (P) | Hallittu lisäys, tyypillisesti 0,02-0,10 % | Sinkin poiston estäjä; hapettumisen sulamisen aikana |
| rauta (Fe) | 0,06 % max | Jäännöselementti |
| Lyijy (Pb) | 0,07 % max | Jäännöselementti |
| Sinkki (Zn) | Loput | Pääasiallinen seosaine |
| Fyysinen omaisuus | Tyypillinen arvo | Kunto |
|---|---|---|
| Tiheys | 8,53 g/cm³ | 20 C |
| Kimmomoduuli | 117 GPa | Huoneen lämpötila |
| Leikkausmoduuli | 40 GPa | Huoneen lämpötila |
| Poisson-suhde | 0.34 | Huoneen lämpötila |
| Lämmönjohtavuus | Noin 110 W/(m K) | 20 C |
Mekaaniset ominaisuudet ja väsymiskäyttäytyminen
Hehkutettu C44500-putki on suhteellisen pehmeää, erittäin sitkeää materiaalia, jota tarvitaan juuri U-taivutukseen ja putkilevyiksi rullaamiseen. Tyypilliset kaupallisella hehkutetulla putkella mitatut arvot sijaitsevat seuraavilla vyöhykkeillä; ASTM B111 asettaa alhaisemmat vähimmäisarvot ja lisää laajenemis- ja tasoitustestivaatimuksia.
| Omaisuus | Tyypillinen arvo (hehkutettu putki) |
|---|---|
| Vetolujuus | 331-379 MPa |
| Syötön lujuus, 0,5 % venymä | 124-152 MPa |
| Pidentymä murtokohdassa | noin 65 % |
| Väsymisvoima 10 miljoonalla syklillä | 115-125 MPa |
| Koneistettavuus, vapaa{0}}leikkaus messinki arvona 100 | Noin 30 |
Kaksi numeroa ohjaa suunnittelua useammin kuin vetolujuus. Ensimmäinen on väsymislujuus, koska lauhduttimet tärisevät ja nipussa toisiaan koskettavat putket kuluvat kosketuspisteissä läpi. Toinen on vaatimattomasta kylmätyöstä johtuva lujuuden menetys, minkä vuoksi kovaksi vedetty putki ei ole vaihdettavissa hehkutetun putken kanssa U-taivutussovelluksessa. Käyttölämpötila on kolmas raja: Admiralty-messinki on matalalämpötilainen metalliseos ja jatkuva altistuminen reilusti yli 200 C on normaalin käytännön ulkopuolella, joten korkean lämpötilan virumatiedoilla ei ole merkitystä lauhduttimen suunnittelussa.
Korroosionkestävyys jäähdytysvedessä
Fosforilla on sama rooli kuin arseenilla muissa admiraliteettiluokissa. Se edistää suojaavan pintakalvon muodostumista ja estää sinkin selektiivisen liukenemisen, joten C44500 vastustaa sinkin poistumista makeassa vedessä, murtovedessä ja puhtaassa merivedessä. Kupari-sinkkiseosten sinkinpoistokestävyys arvioidaan tavallisesti ISO 6509 -testillä, ja inhiboidut admiraliteettiluokat valitaan juuri siksi, että ne läpäisevät sen, kun taas estomaton 70/30 messinki ei.
Seos on kuitenkin herkkä pienelle määrälle erityisiä olosuhteita. Se on herkkä jännityskorroosiolle ammoniakkia- kantavissa ympäristöissä, joten putkia ei saa merkitä ammoniakkia- sisältävillä musteilla, säilyttää kosketuksessa tiettyjen kumien kanssa tai puhdistaa ammoniakkiliuoksilla. Se kestää hyvin yleistä korroosiota kohtuullisilla virtausnopeuksilla, mutta se kärsii törmäyshyökkäyksestä, kun meriveden nopeus on suuri tai kun hiekkaa ja ilmakuplia kulkeutuu mukanaan. Kloorattua jäähdytysvettä käsitellään mukavasti normaaleissa jäännösmäärissä, kun taas vedet, joissa on sulfideja tai suuria määriä suspendoituneita aineita, suosivat kupro-nikkeliä.
Sovellukset ja käsittelyhuomautukset
Lauhdutin- ja lämmönvaihdinputkiniput voimalaitoksissa ja prosessilaitoksissa
Meri- ja murtovesijäähdyttimet, haihduttimet ja tislausputket
Laivan lämmönsiirtolaitteet ja syöttöveden lämmityspiirit
Holkit, putkilevysisäkkeet ja halkaisijaltaan pieni lämmönsiirtoletku
Käsittely on suoraviivaista. Putki kylmävedetään ja hehkutetaan sopivaan kokoon, sitten taivutetaan tuurnalla hehkutetussa temperissä. Rullaus putkilevyyn on edullinen liitosmenetelmä; hitsaus ja juottaminen ovat mahdollisia, mutta vaativat hallittua lämmönsyöttöä, koska fosfori-pitoiset kuparilejeeringit voivat muodostaa hauraita faaseja kuumennettaessa pelkistävässä ilmakehässä ja koska sinkki haihtuu hitsauslämpötilassa. Vesipuolen puhdistuksessa tulee käyttää estäviä happoja, harjoja tai vesisuihkuja, ei koskaan vahvoja mineraalihappoja. Ennen lähettämistä putki tarkastetaan kemiallisella analyysillä, veto- ja kovuustesteillä, raekoon mittauksella, mittatarkastuksella ja tarvittaessa hydrostaattisella painetestillä ja pyörrevirtatutkimuksella.
FAQ
K: Miten C44500 eroaa C44300:sta ja C44400:sta?
Kaikki kolme ovat Admiralty-messinkilaatuja, joissa on olennaisesti sama kupari-, tina- ja sinkkitasapaino; C44300 käyttää arseenia, C44400 käyttää antimonia ja C44500 käyttää fosforia sinkinpoiston estäjänä.
K: Sopiiko C44500-putki meriveteen?
Kyllä, puhtaalle merivedelle kohtuullisella nopeudella ja lämpötilalla, mikä on klassinen lauhduttimen käyttö; aggressiiviset, hiekka- tai sulfidi{0}}pitoiset vedet palvelevat paremmin kupari-nikkeliä.
K: Miksi spesifikaatio rajoittaa fosforipitoisuutta?
Fosforin lisäyksen on oltava tarpeeksi korkea estämään sinkin poistuminen, mutta riittävän alhainen säilyttämään sitkeys ja lämmönjohtavuus, joten sitä ohjataan kapealla kaistalla.
K: Voiko Admiralty-messinkiputkea käyttää yli 200 C:ssa?
Pitkäaikainen-huolto yli noin 200 C:ssa ei ole normaalia käytäntöä tälle metalliseosperheelle, ja joissakin tietolehdissä mainitut kohonneet lämpötilavirimäarvot eivät ole suunnittelutietoja lauhduttimen huoltoa varten.
K: Mikä aiheuttaa Admiralty-messinkiputkien ennenaikaisen epäonnistumisen?
Tavallisia syitä ovat liiallinen veden nopeus tai kiinteiden aineiden mukana kulkeutuminen, joka aiheuttaa törmäyshyökkäyksen, ammoniakin-aiheuttama jännityskorroosiohalkeilu ja tärinävauriot, kun putket koskettavat nipun sisällä.
K: Mikä karkaisu tulisi tilata U-taivutusjäähdyttimille?
Hehkutettu putki O61-karkaisussa on normaali valinta, koska siinä on taivutukseen ja myöhempään putkilevyn valssaukseen tarvittava venymä.
