Tavallinen ETP-kupari on erinomainen sähkö- ja lämmönjohdin, mutta se on pehmeää ja hajoaa nopeasti kahdessa hyvin erilaisessa ympäristössä: jatkuvassa lämmössä ja nopeasti{0}}liikkuvassa merivedessä. Kummassakin tilassa olevat insinöörit valitsevat tavallisesti kahden erikoismateriaalin välillä, jotka usein sekoitetaan keskenään, kromi-zirkoniumkupari ja kupari-nikkeli 90/10. Ne eivät ole keskenään vaihdettavissa, ja yhden käyttäminen sinne, missä toinen kuuluu, on taattu varhainen epäonnistuminen.
Kaksi täysin erilaista vikatilaa
Ensimmäinen vikatila on pehmeneminen. Puhdaskuparinen piste{1}}hitsauselektrodin kärki alkaa pehmentyä noin 200 celsiusasteessa. Tämän lämpötilan ylittäessä kärki sieniä, menettää profiilinsa ja tarttuu työkappaleeseen, joten hitsauksista tulee epäjohdonmukaisia ja elektrodi on puettava tai vaihdettava. Seoksen vastaus on nostaa lämpötilaa, jossa materiaali uudelleenkiteytyy.
Toinen vikatila on eroosio-korroosio. Kun merivettä pumpataan kupariputken läpi, turbulenssi kuorii jatkuvasti suojaavaa pintakerrosta. Puhdas kupari sietää reilusti alle 1 m/s virtausnopeuksia ennen kuin metallihävikki kiihtyy; seoksen vastaus on kemia, joka rakentaa uudelleen oman suojakalvonsa käytössä.
C18150 kromi-zirkoniumkupari: lämmönkestävä-vaihtoehto
C18150 lisää pieniä määriä kromia ja zirkoniumia kupariin. Nämä kaksi alkuainetta muodostavat hienojakoisia saostumia, jotka kiinnittävät raerakenteen niin, että uudelleenkiteytyminen työnnetään paljon korkeampaan lämpötilaan. Seos säilyttää siksi kovuutensa myös kuumana.
| Omaisuus | Tyypillinen arvo | Tekninen merkitys |
|---|---|---|
| Pehmenemislämpötila | noin 525 astetta | Kovuus säilyy hitsauslämmössä |
| Sähkönjohtavuus | noin 80 % IACS | Suuri virta ilman itse{0}}lämpenemistä |
| Kovuus | 75-83 HRB | Kestää elektrodivoiman |
| Magneettinen käyttäytyminen | Ei--magneettinen | Turvallinen instrumenteille ja hitsausympäristöille |
Tyypillisiä käyttökohteita ovat vastus{0}}hitsaustulpat ja puikkojen pidikkeet, korkean lämpötilan-lämpötilojen koskettimet, korkeavirtaiset kytkinlaitteiden osat ja moottorin osat, jotka näkevät suuren lämpövirran. Yksi käytännön seikka ohjaa laatua: korkit on valmistettava muokatusta, vedetystä tai taotusta materiaalista. Valupalkki on halvempi, mutta sillä on karkeampi rakenne ja pienempi kovuus, ja se epäonnistuu aiemmin käytössä. Myös pinnan puhtaudella on merkitystä, koska oksidihilse ja kontaminaatio lisäävät kosketusvastusta ja vähentävät kärjen tehollista johtavuutta.
C70600 Kupari-Nikkeli 90/10: Merivesivaihtoehto
C70600, kirjoitettu myös CuNi 90/10, sisältää noin 10 % nikkeliä tarkoituksellisesti lisättynä rautaa ja mangaania. Merivedessä se muodostaa monimutkaisen, itse{5}}paranevan oksidikalvon, joka pysyy ehjänä silloinkin, kun virtaus on myrskyisä, minkä vuoksi se on oletusmateriaali laivojen putkistossa ja lämmönvaihtimissa.
| Tuote | Tyypillinen arvo | Kommentti |
|---|---|---|
| Nikkeli | 9.0-11.0% | Pääasiallinen seosaine |
| Rauta | 1.0-1.8% | Välttämätön eroosion{0}}korroosionkestävyydelle |
| Mangaani | 1,0 % max | Parantaa valutettavuutta ja kalvon vakautta |
| Sähkönjohtavuus | noin 10-12 % IACS | Riittävä ohuen{0}}seinämän lämmönsiirtoon |
| Meriveden nopeustoleranssi | jopa noin 3,5 m/s | Vastaan reilusti alle 1 m/s tavalliselle kuparille |
Rautapitoisuus ansaitsee erityistä huomiota. Kansainväliset putkistandardit vaativat noin 1,0-1,8 % rautaa, ja ilman sitä suojakalvo on paljon vähemmän vakaa ja eroosion-korroosionkestävyys laskee jyrkästi. Putket ja liittimet tilataan yleensä ASTM B111/B111M -standardin mukaisesti, ja EN 12451 ja JIS H3300 käytetään eurooppalaisissa ja japanilaisissa projekteissa. Tyypillisiä käyttökohteita ovat laivojen meriveden otto- ja tyhjennyslinjat, offshore-lauttapalonsammutusjärjestelmät, suolanpoistolaitoksen putket, lauhdutin- ja lämmönvaihdinputket, vesilaatikot ja jarruputket.
Vierekkäinen-vertailu-
| Ominaisuus | C18150 (CrZrCu) | C70600 (CuNi 90/10) |
|---|---|---|
| Ensisijainen vahvuus palvelussa | Kestää pehmenemistä korkeassa lämpötilassa | Kestää meriveden eroosiota-korroosiota |
| Sähkönjohtavuus | noin 80 % IACS | noin 10-12 % IACS |
| Pehmenemislämpötila | noin 525 astetta | Ei käytetty kovuusmateriaalina |
| Meriveden suorituskyky | Huono; seosaineet eivät muodosta suojakalvoa | Erinomainen; itse-korjautuva oksidikalvo |
| Magneettinen | Ei | Ei 90/10; 70/30-luokka on hyvin lievästi magneettinen |
| Väri | Punertava kupari | Hopean valkoinen |
| Tyypillinen palvelu | Hitsauselektrodit, kuumat koskettimet,{0}}korkeavirtaiset osat | Laivojen putkistot, lauhduttimet, suolanpoisto |
Valintasäännöt ja todentaminen
Valitse vikatilan mukaan, ei pelkästään johtavuuden perusteella. Jos osan on kestettävä toistuvaa hitsauskuumuutta, ota C18150; Jos sen on selviydyttävä merivedestä, ota C70600.
Älä pakota yhtä materiaalia tekemään toisen työtä. Kupari-nikkelielektrodin kärki pehmenee ja muuttaa muotoaan hitsauskuormituksella, ja kromi-zirkoniumputki kärsii nopeasta eroosio-korroosiosta merivesilinjassa.
Tarkista kemia jokaisella lämmöllä. Kromin ja zirkoniumin on oltava määritetyllä alueella C18150:lle ja raudan on oltava 1,0–1,8 % C70600:lle.
Tarkista tuotteen muoto ja laatu. Hitsauskansien tulee olla muokattuja, ei valaita, ja putkien mukana tulee olla pyörrevirtatestiraportti ja tarvittaessa hydrostaattinen tai pneumaattinen testi.
Tarkista mitat piirustuksen tai putken standardin mukaisesti, mukaan lukien seinämän paksuustoleranssi, joka ohjaa sekä paineluokitusta että lämmönsiirtokykyä-.
FAQ
K: Voidaanko C18150 käyttää merivedessä?
Ei. Kromi-zirkoniumkupari ei kehitä suojaavaa oksidikalvoa, jonka kupari-nikkeliseokset muodostavat, joten se syöpyy nopeasti virtaavassa merivedessä. C70600 on oikea valinta tähän ympäristöön.
K: Voidaanko C70600 käyttää hitsauselektrodina?
Ei. Sen pehmenemislämpötila ja kovuus ovat aivan liian alhaisia vastus-hitsaukseen, ja se deformoituisi elektrodivoiman vaikutuksesta lyhyen tuotantojakson aikana.
K: Miksi C70600:n rautapitoisuudella on niin suuri merkitys?
Rauta stabiloi suojaavan pintakalvon, joka vastustaa eroosiota{0}}korroosiota. Putket, jotka on valmistettu ilman määriteltyä rauta-aluetta, voivat menettää suuren osan merivedenkestävyydestään, joten rauta on tarkistettava spektrometrisesti oletuksen sijaan.
K: Mitä "pehmenemislämpötila" tarkoittaa C18150:lle?
Se on lämpötila, jossa metalliseos alkaa menettää kovuutta uudelleenkiteytymisen seurauksena. C18150:lle se on noin 525 astetta, verrattuna puhtaan kuparin noin 200 asteeseen, minkä vuoksi se kestää toistuvia hitsausjaksoja.
K: Mitä standardeja sovelletaan?
Kupari-nikkeliputket tilataan tavallisesti standardin ASTM B111/B111M, EN 12451 tai JIS H3300 mukaan, kun taas elektrodi- ja kontaktikupari on määritelty kemian ja kovuuden mukaan asiaankuuluvien tankojen ja tankojen spesifikaatioiden mukaan.
K: Onko kumpikaan seos magneettista?
C18150 ja C70600 eivät ole magneettisia normaalikäytössä. Vain 70/30-kupari-nikkelilaatu osoittaa hyvin vähäistä magneettista käyttäytymistä.
