Materiaalien yleiskatsaus: ASME SB111 C71500 (CuNi 70/30)
ASME SB111 C71500 on 70/30 kupari-nikkelilaatu, joka kuuluu saumattoman lauhdutinputken ja holkin varaston eritelmien piiriin, ja UNS C71500 on tehdastestitodistuksessa oleva nimitys. Seos on nimellisesti 70 % kuparia ja 30 % nikkeliä, mikä sijoittuu CuNi 70/30 -perheeseen yhdessä eurooppalaisissa lämmönvaihdinputkistandardeissa käytetyn CuNi30Mn1Fe-merkinnän kanssa. ASME SB111:een tilatut putket valmistetaan teknisesti identtisten vaatimusten mukaisesti ASTM B111/B111M:n kanssa, joten sama lämpöanalyysi, vetolujuustestaus ja ainetta rikkomaton tarkastus pätevät riippumatta siitä, mikä merkintä on kirjoitettu ostotilaukseen. Lauhdutinputkialueen ulkopuolella oleville putkille ja putkille saman koostumuksen kattaa ASTM B466/B466M.
SB111 C71500 lämmönvaihdinputki on valittu paikkaan, jossa yksikön on selviydyttävä virtaavasta merivedestä, murtovedestä tai lievästi happamista prosessivirroista vuosikymmeniä. Kohtuullinen lämmönjohtavuus, korkea iskunkesto ja jännityskorroosiohalkeilu sekä käyttökelpoinen lujuus korotetussa lämpötilassa tekevät siitä vakiovalinnan laivojen jäähdyttimiin, voimalaitosten lauhduttimiin ja kemiallisten prosessien vaihtimiin.
Kemiallisen koostumuksen rajat
Alla olevassa taulukossa on SB111-putkeen sovellettavat C71500-rajat. Kupari raportoidaan loppuosana.
| Elementti | Min % | Max % |
|---|---|---|
| Ni (nikkeli) | 29.0 | 33.0 |
| Fe (rauta) | 0.40 | 1.00 |
| Mn (mangaani) | - | 1.00 |
| Zn (sinkki) | - | 1.00 |
| Pb (lyijy) | - | 0.05 |
| Cu (kupari) | Loput | - |
Rauta ja mangaani ovat tarkoituksellisia lisäyksiä, eivät epäpuhtauksia. Rauta 0,40-1,00 % muodostaa suojaavan pintakalvon, joka vastustaa iskeytymistä nopeasti-virtaavassa merivedessä, kun taas mangaani parantaa kuumatyöstettävyyttä ja auttaa stabiloimaan raudan lisäystä. Lyijyä on rajoitettu enintään 0,05 % hitsattavuuden suojaamiseksi ja sinkkiä enintään 1,00 %, jotta seos pysyy korroosionkestävän -kupari-nikkeli-perheen sisällä.
Fyysiset ominaisuudet
| Omaisuus | Metrinen | Keisarillinen |
|---|---|---|
| Sulamisalue, soliduksesta liquidukseen | 1171-1238 astetta | 2140-2260 astetta F |
| Tiheys 20 asteessa | 8,94 g/cm3 | 0,323 lb/in3 |
| Sähkönjohtavuus 20 asteessa | 4,6 % IACS | 4,6 % IACS |
| Lämmönjohtavuus 20 asteessa | 29 W/(m·K) | 17 Btu·ft/(h·ft2·° F) |
| Lämpölaajenemiskerroin, 20-300 astetta | 16.2 x 10-6/K | 9 x 10-6/ astetta F |
| Ominaislämpökapasiteetti 20 asteessa | 0,377 kJ/(kg·K) | 0,09 Btu/(lb·°F) |
| Kimmomoduuli jännityksessä | 152 GPa | 22000 ksi |
| Jäykkyysmoduuli | 57 GPa | 8300 ksi |
Likviduslämpötila 1238 astetta ja soliduslämpötila 1171 astetta antavat jäätymisalueen noin 67 astetta, millä on merkitystä hitsauksen ja juottamisen aikana, koska osittain sula vyöhyke on kapea ja jähmettymishalkeilu on harvinaista tässä seoksessa.
Mekaaniset ja valmistustiedot
Alla on lueteltu edustavat arvot putkelle hehkutetuissa (O61) ja kevyessä{1}}vedetyissä (H55) olosuhteissa. Varsinaisen toimitetun temperoinnin mitoitusminimit on ilmoitettu myllytodistuksessa.
Vetolujuus: noin 380-550 MPa (55-80 ksi)
0,2 % myötöraja: noin 140-380 MPa (20-55 ksi), luonteesta riippuen
Venymä: vähintään 30 % 50 mm:ssä, tyypillisesti 40 % tai enemmän hehkutetussa tilassa
Työstettävyysluokitus: noin 20 % ilmaista-leikkausmessinkiä, joten käytetään runsaasti syöttöä ja teräviä työkaluja
Kylmämuovaus: hyvä, sopii taivuttamiseen ja soihduttamiseen, kun putki on hehkutettu
Kuumamuovaus: hyvä, työskentelylämpötilat pidetään hehkutusalueen alapuolella raekasvun estämiseksi
| Liitos- tai muovaustekniikka | Sopivuus |
|---|---|
| Juottaminen | Erinomainen |
| Juottaminen | Erinomainen |
| Oksiasetyleenihitsaus | Hyvä |
| Kaasulla suojattu kaarihitsaus (GTAW/GMAW) | Erinomainen |
| Pinnoitettu metallikaarihitsaus | Erinomainen |
| Piste-, sauma- ja puskuhitsaus | Erinomainen |
Sulahitsauksessa käytetään tavallisesti vastaavaa nikkeli-kuparistayteainetta, kuten AWS A5.7 ERCuNi, tasavirtaelektrodinegatiivisen ja suojatun kaasun kanssa, koska C71500:n nikkelipitoisuus vähentää lämmönjohtavuutta ja lisää hitsausaltaan juoksevuutta puhtaaseen kupariin verrattuna. Juottamista ja kovajuottoa käytetään laajalti lauhduttimien putkien -putken-liitoksiin.
Korroosiokäyttäytyminen ja huoltoolosuhteet
Kaupallisista kupari-nikkelilaaduista C71500 tarjoaa korkeimman vesipitoisen korroosionkestävyyden. Se peittää virtaavan meriveden, suolaveden ja laimennetut ei--hapettavat hapot, ja se kestää erittäin hyvin jännityskorroosiohalkeilua ja törmäyshyökkäystä. Se sietää myös suurempia virtausnopeuksia kuin CuNi 90/10, minkä vuoksi 70/30 putki on tarkoitettu meriveden jäähdytysjärjestelmän aggressiivisimmille piireille.
Kaksi palvelurajoitusta ansaitsevat huomion. Kupari-nikkeliseokset ovat herkkiä sulfidi-saastuneelle tai seisovalle merivedelle, joka voi irrottaa suojakalvon. järjestelmät on järjestettävä siten, että putket eivät jää jumiin ja ne huuhdellaan sammutuksen jälkeen. Korkea-lämpötilalujuus putoaa myös paineastioiden suunnittelussa käytettyjen rajojen yläpuolelle, jossa CuNi10Fe1Mn on tyypillisesti rajoitettu noin 300 asteeseen ja CuNi30Mn1Fe noin 350 asteeseen, jonka yläpuolella virumislujuus ja virumisvenymärajat laskevat selvästi.
Tarkastus-, testaus- ja tilaustiedot
-Tuhoamaton tutkimus: pyörrevirtatesti jokaiselle putkelle spesifikaatioiden mukaisesti, hydrostaattinen tai pneumaattinen testi kokokynnyksen ylittäville putkille
Mekaaniset testit: vetokoe lämpöä kohti, litistys- tai laajenemistesti valmiilla putkella
Kemiallinen analyysi: lämpöanalyysi nikkelille, raudalle, mangaanille, sinkille ja lyijylle
Pinnan kunto: puhdas, kalkkiton, päät purseetut ja suojukset kuljetusta varten
Yleiset toimitusehdot: hehkutettu O61 tai kevyt-vedetty H55, suorina pituuksina enintään noin 6 m tai U-taivutettuina nipuina
Tunnistus: lämpönumero ja -luokka merkitty jokaiseen nippuun
Ilmoita laatu, lämpötila, ulkohalkaisija, seinämän paksuus, pituus, määrä ja mahdolliset lisätestit tilauksen yhteydessä ja ilmoita, tuleeko putket toimittaa suorina vai U{0}}taivutettuina lauhduttimen kokoonpanoa varten.
Usein kysytyt kysymykset
K: Mitä eroa on C71500:lla ja C70600:lla?
C70600 on CuNi 90/10 -laatu, jossa on 9,0-11,0 % nikkeliä ja 1,0-1,8 % rautaa, kun taas C71500 sisältää 29,0-33,0 % nikkeliä ja 0,40-1,00 % rautaa. C71500:n korkeampi nikkelipitoisuus antaa suuremman lujuuden, paremman törmäyskestävyyden ja suuremman siedettävän virtausnopeuden vastaavasti korkeammilla materiaalikustannuksilla.
K: Mikä standardi kattaa SB111 C71500 -putken?
ASME SB111 ja ASTM B111/B111M peittävät saumattomat kupari- ja kupari-seoskondensaattoriputket ja holkkimateriaalit. Nämä kaksi asiakirjaa ovat teknisesti identtisiä, ja ASTM B466/B466M kattaa myös C71500-putkien ja lauhdutinputkien ulkopuoliset koot.
K: Sopiiko ASME SB111 C71500 merivesipalveluun?
Kyllä. Seosta käytetään laajalti merivesijäähdytteisissä lauhduttimissa, laivojen jäähdytysjärjestelmissä ja suolanpoistoyksiköissä, kunhan merivesi ei ole voimakkaasti sulfidi{2}}saastunutta ja se virtaa säädellyllä nopeudella suojakalvon ylläpitämiseksi.
K: Mikä on C71500:n sulamispiste ja suurin käyttölämpötila?
Seos sulaa alueella 1171-1238 astetta (2140-2260 astetta F). Painelaitteissa CuNi30Mn1Fe:n käytännöllinen yläraja on noin 350 astetta, jonka yläpuolella virumislujuuden ja virumisvenymärajat putoavat jyrkästi.
K: Voidaanko C71500 putkea hitsata tai juottaa?
Juotos ja juottaminen ovat erinomaisia, samoin kuin suojakaasukaari, pinnoitettu metallikaari ja vastushitsaus. Vastaavaa nikkeli-kuparista täyteainemetallia, kuten AWS A5.7 ERCuNi, käytetään sulahitsauksessa, ja hehkutettua karkaisua käytetään ensisijaisesti taivutuksessa ja soihduttamisessa.
K: Miten C71500-putkia tulisi säilyttää ja käsitellä?
Pidä putket kuivina ja suojassa rikki{0}}pitoisilta ympäristöiltä, vältä kosketusta terästelineiden kanssa, jotka voivat kerääntyä ruostetta ja aiheuttaa kuoppia, ja sulje päät kuljetuksen aikana suojaamaan porausta saastumiselta.
