Συγκολλημένος και χωρίς ραφή σωλήνας σε εναλλάκτες θερμότητας από κράμα χαλκού
Ο σωλήνας εναλλάκτη θερμότητας από ορείχαλκο αλουμίνιο C68700 παράγεται με δύο τρόπους. Ο σωλήνας χωρίς ραφή είναι κατασκευασμένος από χυτό και επεξεργασμένο με θερμότητα μπιγιέτα ψυχρής έλξης σε μέγεθος και η ποιότητά του διέπεται από το ASTM B111/B111M, την τυπική προδιαγραφή για σωλήνες συμπυκνωτή χωρίς ραφές και κράμα χαλκού-και το υλικό φερουλίου. Ο συγκολλημένος σωλήνας σχηματίζεται από λωρίδα που τυλίγεται σε κύλινδρο, ενώνεται με μια συνεχή διαμήκη συγκόλληση και στη συνέχεια ανόπτεται και τραβιέται ή έχει μέγεθος, και ο συγκολλημένος σωλήνας εναλλάκτη θερμότητας καλύπτεται από τις δικές του προδιαγραφές προϊόντος για συγκολλημένο σωλήνα χαλκού{{6} και κράματος χαλκού και όχι από B111.
Αυτή η διάκριση έχει σημασία εμπορικά και τεχνικά. Οι αγοραστές που χρειάζονται ένα συγκολλημένο προϊόν θα πρέπει να αναφέρουν τις προδιαγραφές του συγκολλημένου σωλήνα στην παραγγελία, έτσι ώστε η ποιότητα συγκόλλησης, το καθεστώς δοκιμής και τα όρια αποδοχής να είναι αυτά που γράφονται για τον συγκολλημένο σωλήνα αντί να διαβάζονται απέναντι από ένα πρότυπο χωρίς ραφή. Αυτό το άρθρο συγκρίνει τις δύο διαδρομές και εξηγεί πού ανήκει η καθεμία.
Κοινές ποιότητες σωλήνα εναλλάκτη θερμότητας από κράμα χαλκού
| Βαθμός | Αριθμός UNS | Κύρια στοιχεία κράματος | Τυπική εφαρμογή |
|---|---|---|---|
| ορείχαλκος ναυαρχείου | C44300 | Χαλκός, ψευδάργυρος, κασσίτερος, αναστολέας αρσενικού | Θαλάσσιοι συμπυκνωτές, σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής, καθαρό θαλασσινό νερό |
| ορείχαλκος αλουμινίου | C68700 | Χαλκός, αλουμίνιο, ψευδάργυρος, αναστολέας αρσενικού | Συμπυκνωτές θαλασσινού νερού και εναλλάκτες θερμότητας |
| 90-10 χαλκό-νικέλιο | C70600 | Χαλκός με περίπου 10% νικέλιο και σίδηρο | Εγκαταστάσεις αφαλάτωσης, ναυπηγική βιομηχανία, νερό υψηλότερης ταχύτητας |
| 70-30 χαλκό-νικέλιο | C71500 | Χαλκός με περίπου 30% νικέλιο και σίδηρο | Συμπυκνωτές υψηλής πίεσης, υπεράκτιες πλατφόρμες |
| 80-20 χαλκό-νικέλιο | C71000 | Χαλκός με περίπου 20% νικέλιο | Θερμοσίφωνες και εξατμιστές τροφοδοσίας νερού |
Μεταξύ αυτών, ο ορείχαλκος αλουμινίου παραμένει η πιο κοινή συγκολλημένη ή χωρίς ραφή επιλογή για μονάδες ψύξης με θαλασσινό νερό, επειδή εξισορροπεί την αντίσταση στη διάβρωση έναντι της θερμικής αγωγιμότητας και του κόστους. Οι ποιότητες χαλκού-νικελίου καθορίζονται όταν το νερό είναι μολυσμένο, όταν η ταχύτητα είναι υψηλή ή όταν εμπλέκονται υψηλότερες θερμοκρασίες.
Θερμοκρασίες και Συνθήκες Παροχής
| Κατάσταση | Περιγραφή | Επιτηδειότητα |
|---|---|---|
| Ανοπτημένο (μαλακό) | Ανακρυσταλλώνεται πλήρως μετά το τελικό σχέδιο ή την ανόπτηση με συγκόλληση | U-κάμψη, διαστολή φύλλου σωλήνα, γενική λειτουργία εναλλάκτη θερμότητας |
| Φως τραβηγμένο | Μέτρια κρύα εργασία μετά την ανόπτηση | Ευθύγραμμοι σωλήνες που χρειάζονται πρόσθετη ακαμψία |
| Δύσκολα τραβηγμένο | Μέγιστη αντοχή και σκληρότητα | Εφαρμογές ευθύγραμμου σωλήνα υψηλής πίεσης |
| Όπως συγκολλάται και ανόπτεται | Συγκολλημένη λωρίδα, κανονικοποιημένη συγκόλληση και στη συνέχεια με μέγεθος | Πακέτα μεγάλου μήκους σε υπηρεσία χαμηλής και μέσης πίεσης |
Στην κατάσταση ανόπτησης, το ASTM B111 απαιτεί ελάχιστη αντοχή εφελκυσμού 345 MPa και ελάχιστη αντοχή διαρροής 125 MPa για το C68700, η οποία είναι η βάση στην οποία παραγγέλνεται ο περισσότερος σωλήνας συμπυκνωτή θαλασσινού νερού. Η ανόπτηση μετά από ψυχρή κατεργασία ή συγκόλληση είναι αυτό που αφαιρεί την υπολειπόμενη τάση, αποκαθιστά την ολκιμότητα και, για τον συγκολλημένο σωλήνα, ομαλοποιεί τη ζώνη συγκόλλησης έτσι ώστε η συμπεριφορά διάβρωσής του να πλησιάζει αυτή του μητρικού μετάλλου.
Συγκολλημένος έναντι σωλήνα χωρίς ραφή
Ο σωλήνας χωρίς συγκόλληση είναι ο προεπιλεγμένος για κρίσιμους συμπυκνωτές, επειδή δεν περιέχει διαμήκη συγκόλληση και, επομένως, ασυνέχειες που σχετίζονται με συγκόλληση-. Ανέχεται υψηλότερες πιέσεις και είναι παγκοσμίως αποδεκτό από τις προδιαγραφές χρησιμότητας και ο έλεγχος διαστάσεων του μετά από κρύο τράβηγμα είναι εξαιρετικός. Τα μειονεκτήματά του είναι το κόστος και ο περιορισμός στο μέγιστο μήκος που μπορεί να παραχθεί και να αποσταλεί.
Ο συγκολλημένος σωλήνας είναι κατασκευασμένος από λωρίδα, γεγονός που τον καθιστά φθηνότερο και επιτρέπει πολύ μεγάλα πηνία ή ευθύγραμμα μήκη με λιγότερες αρθρώσεις στη δέσμη. Η σύγχρονη ποιότητα συγκόλλησης είναι υψηλή και μετά την ανόπτηση συγκόλλησης η αντίσταση στη διάβρωση της ραφής πλησιάζει αυτή της μητρικής ταινίας. Οι περιορισμοί της είναι ότι η συγκόλληση παραμένει μια πιθανή τοποθεσία για προτιμησιακή επίθεση εάν η ανόπτηση είναι ατελής, ότι η ικανότητα πίεσης είναι χαμηλότερη από έναν συγκρίσιμο σωλήνα χωρίς ραφή και ότι ορισμένοι τελικοί χρήστες απλώς δεν επιτρέπουν τη συγκολλημένη σωλήνα σε συμπυκνωτές ανεξαρτήτως ποιότητας.
Ένας πρακτικός κανόνας επιλογής είναι η χρήση σωλήνα χωρίς ραφή όπου ο εναλλάκτης είναι κρίσιμος, όπου η πίεση ή η ταχύτητα του νερού είναι υψηλή ή όπου η προδιαγραφή είναι γραμμένη για μια ηλεκτρική ενέργεια. Ο συγκολλημένος σωλήνας είναι κατάλληλος για εναλλάκτες θερμότητας χαμηλότερης πίεσης, για μεγάλες δέσμες όπου τα μεγάλα μήκη μειώνουν τις αρθρώσεις και τον χρόνο ανέγερσης και για εφαρμογές όπου οι προδιαγραφές του αγοραστή το επιτρέπουν ρητά. Σε κάθε περίπτωση, η παραγγελία αγοράς πρέπει να αναφέρει ποια προδιαγραφή προϊόντος ισχύει, την απαίτηση ποιότητας συγκόλλησης, το καθεστώς δοκιμής και εάν η συγκόλληση πρέπει να τοποθετηθεί μακριά από τις ζώνες με τη μεγαλύτερη διάβρωση.
Δοκιμή, επιθεώρηση και εγκατάσταση
Και τα δύο προϊόντα εξετάζονται με χημική ανάλυση, δοκιμή εφελκυσμού και σκληρότητας, επιθεώρηση διαστάσεων και επιφανειών και δοκιμή υδροστατικής πίεσης. Ο συγκολλημένος σωλήνας απαιτεί επιπρόσθετα επαλήθευση της συγκόλλησης, συνήθως με εξέταση δινορευμάτων της ζώνης συγκόλλησης και με δοκιμές ισοπέδωσης και ανάστροφης ισοπέδωσης που καταπονούν τη ραφή και αποκαλύπτουν κακή σύντηξη. Η εξέταση δινορευμάτων πλήρους μήκους καθορίζεται τόσο για άνευ ραφής όσο και για συγκολλημένο σωλήνα όταν το απαιτεί η εργασία, με την ευαισθησία που ορίζεται από μια διάτρητη οπή αναφοράς ή ισοδύναμο τεχνητό ελάττωμα που συμφωνείται με τον αγοραστή.
Κατά την εγκατάσταση ο σωλήνας επεκτείνεται στο φύλλο σωλήνα με ελεγχόμενη δύναμη, τα διαφράγματα ελέγχονται για σωστή απόσταση και οι σωλήνες διατηρούνται χωρίς γρατσουνιές και σημάδια αμμωνίας-, καθώς οποιοδήποτε από αυτά θα προκαλέσει βλάβες στην υπηρεσία θαλασσινού νερού. Τα άκρα των σωλήνων θα πρέπει να μένουν καλυμμένα μέχρι την ανέγερση και η δέσμη θα πρέπει να ξεπλυθεί πριν τεθεί σε λειτουργία για να αφαιρεθούν τα υπολείμματα που διαφορετικά θα καθίζανε και θα προκαλούσαν διάβρωση κάτω από-απόθεση.
FAQ
Ε: Είναι το ASTM B111 προδιαγραφή για συγκολλημένο σωλήνα;
Όχι, το ASTM B111 καλύπτει άνευ ραφής χαλκό και χαλκό-σωλήνα συμπυκνωτή από κράμα και απόθεμα δακτυλίου. Ο συγκολλημένος σωλήνας εναλλάκτη θερμότητας παραγγέλνεται σύμφωνα με τις προδιαγραφές του συγκολλημένου σωλήνα.
Ε: Ποια ιδιοσυγκρασία χρησιμοποιείται για τον σωλήνα εναλλάκτη θερμότητας C68700;
Η κατάσταση ανόπτησης με ελάχιστη αντοχή εφελκυσμού 345 MPa και ελάχιστη αντοχή διαρροής 125 MPa είναι η κανονική επιλογή για δέσμες σωλήνων με κάμψη και διαστολή U-.
Ε: Ένας συγκολλημένος ορειχάλκινος σωλήνας αλουμινίου διαβρώνεται στη συγκόλληση;
Όχι εάν η συγκόλληση είναι σωστά διαμορφωμένη και πλήρως ανοπτημένη. μια ατελής ανόπτηση αφήνει μια πιεσμένη, διαταραγμένη στη σύνθεση ραφή που μπορεί να διαβρωθεί κατά προτίμηση.
Ε: Πώς συγκρίνεται ο συγκολλημένος σωλήνας με τον σωλήνα χωρίς ραφή σε κόστος και μήκος;
Ο συγκολλημένος σωλήνας είναι γενικά φθηνότερος και μπορεί να παραδοθεί σε μεγαλύτερα μήκη, γεγονός που μειώνει τον αριθμό των αρμών σε μια μεγάλη δέσμη, αλλά είναι περιορισμένη στην ικανότητα πίεσης.
Ε: Ποιο κράμα χαλκού πρέπει να χρησιμοποιείται για μολυσμένο θαλασσινό νερό;
Οι ποιότητες χαλκού-νικελίου όπως C70600 και C71500 προτιμώνται για μολυσμένο ή υψηλότερης ταχύτητας θαλασσινό νερό, όπου ο ορείχαλκος αλουμινίου θα υποστεί πρόσκρουση ή επιλεκτική προσβολή.
Ε: Ποια δοκιμή αποδεικνύει την ποιότητα μιας δέσμης συγκολλημένων σωλήνων;
Δοκιμή υδροστατικής πίεσης, εξέταση δινορευμάτων πλήρους μήκους και δοκιμές ισοπέδωσης ή αντίστροφης ισοπέδωσης της συγκόλλησης, που υποστηρίζονται από πιστοποιητικά χημικής και μηχανικής δοκιμής για τη θερμότητα.
