Πεδίο εφαρμογής του ASTM B68 και ο βαθμός αεροδιαστημικής
Το ASTM B68 περιγράφει έναν χάλκινο σωλήνα χωρίς ραφές που παράγεται με τη φωτεινή ανόπτηση, μια κατάσταση κατά την οποία ο σωλήνας ανόπτεται και ψύχεται κάτω από προστατευτική ατμόσφαιρα, έτσι ώστε η οπή και η εξωτερική επιφάνεια να παραμένουν καθαρά και χωρίς οξείδια. Ο φωτεινός ανοπτημένος σωλήνας χρησιμοποιείται σε εξοπλισμό όπου η καθαριότητα, το ομοιόμορφο μέγεθος κόκκων και η αξιόπιστη συμπεριφορά διόγκωσης ή κάμψης έχουν σημασία και το υλικό αεροδιαστημικής είναι ένα τυπικό παράδειγμα. Το ASME SB68 είναι ο αντίστοιχος κωδικός λέβητα και δοχείου πίεσης.
Το UNS C11000, ηλεκτρολυτικός χαλκός σκληρής πίσσας, περιέχει τουλάχιστον 99,90 % χαλκό συν ασήμι και είναι ο τυπικός βαθμός υψηλής αγωγιμότητας-. Φέρει περίπου 100% ηλεκτρική αγωγιμότητα IACS, γι' αυτό και ο κοίλος στρογγυλός σωλήνας αυτού του βαθμού χρησιμοποιείται για λεωφορεία, κυματοδηγούς και θερμική διανομή σε συστήματα αεροσκαφών και διαστημικών σκαφών όπου το βάρος και η αγωγιμότητα είναι και τα δύο σε υψηλό επίπεδο.
Χημική Σύνθεση
| Στοιχείο | Απαίτηση |
|---|---|
| Χαλκός συν ασήμι | 99,90 % ελάχ |
| Οξυγόνο | 0.02 - 0.04 % τυπικό, ελεγχόμενο |
| Κασσίτερος, ψευδάργυρος, μόλυβδος, σίδηρος | Κάθε 0,005 % max στους βαθμούς υψηλής καθαρότητας |
| Άλλα στοιχεία, συνολικά | 0,10 % μέγ |
Οι ποιότητες χωρίς οξυγόνο-όπως C10100 και C10200 καθορίζονται όταν ο σωλήνας πρέπει να αντέχει σε ατμόσφαιρες που φέρουν υδρογόνο{{3} ή όταν εμπλέκονται συγκόλληση και χαλκοσυγκόλληση, επειδή το οξυγόνο στη μήτρα C11000 μπορεί να αντιδράσει με το υδρογόνο σε υψηλή θερμοκρασία και να προκαλέσει ευθραυστότητα. Όταν ένα συγκολλημένο συγκρότημα είναι αναπόφευκτο, θα πρέπει πρώτα να αξιολογηθεί ένας αποοξειδωμένος βαθμός όπως ο C12200.
Φυσικές, Ηλεκτρικές και Μηχανικές Ιδιότητες
| Ιδιοκτησία | Αξία |
|---|---|
| Πυκνότητα | 8,94 g/cm³ |
| Σημείο τήξης | 1.083 μοίρες |
| Ηλεκτρική αγωγιμότητα | 100 % ονομαστική IACS |
| Θερμική αγωγιμότητα | 394 W/(m·K) |
| Συντελεστής θερμικής διαστολής | 17,0 um/(mK), 20 - 300 βαθμός |
| Κατάσταση | Αντοχή σε εφελκυσμό | Δύναμη διαρροής | Επιμήκυνση | Σκληρότητα |
|---|---|---|---|---|
| Ανοπτημένο (μαλακό) | 220 - 275 MPa | περίπου 180 MPa | 45 - 50 % | 35 - 45 HRB |
| Ψυχρή εργασία (σκληρή) | 275 - 345 MPa | 250 - 300 MPa | 5 - 10 % | 60 - 80 HRB |
Ο ανοπτημένος σωλήνας σε εφελκυσμό 220 - 275 MPa είναι εύκολο να λυγίσει και να εκτοξευθεί, κάτι που ταιριάζει στις γραμμές καυσίμου, υδραυλικού συστήματος και οργάνων που περνούν μέσα από στενούς χώρους σκελετού αεροπλάνου. Ο σωλήνας ψυχρής κατεργασίας στα 275 - 345 MPa δίνει μεγαλύτερη ακαμψία και αντοχή στη σύνθλιψη αλλά μόνο 5 - 10 % επιμήκυνση, επομένως η κάμψη πρέπει να πραγματοποιείται με ελεγχόμενη ακτίνα και μαλακό άξονα ή μετά από τοπική ανόπτηση.
Εύρος διαστάσεων κοίλου στρογγυλού σωλήνα
| Παράμετρος | Σειρά |
|---|---|
| Εξωτερική διάμετρος | 5 mm έως 100 mm |
| Πάχος τοιχώματος | 0,5 mm έως 10 mm |
| Μήκος | Ίσια μήκη και κομμένα μήκη για σχέδιο |
| Ιδιοσυγκρασία | Φωτεινό ανοπτημένο ως τυπικό, ελαφρύ σχέδιο ή σκληρό σχέδιο κατόπιν αιτήματος |
Το πάχος του τοιχώματος επιλέγεται από την πίεση, την ακαμψία και το βάρος. Επειδή ο χαλκός είναι περίπου τρεις φορές πιο πυκνός από το αλουμίνιο, οι σχεδιαστές αεροδιαστημικής χρησιμοποιούν το λεπτότερο τοίχωμα που ικανοποιεί τις απαιτήσεις ακαμψίας και πίεσης και υποστηρίζουν τον σωλήνα σε κοντινά διαστήματα για να αποτρέψουν την κόπωση από τους κραδασμούς.
Αεροδιαστημική και Εφαρμογές Υψηλής{0}Τεχνολογίας
Ηλεκτρικοί δίαυλοι, διαδρομές επιστροφής ρεύματος και ιμάντες συγκόλλησης σε θέσεις αεροηλεκτρονικής.
Βρόχοι θερμικού ελέγχου και σωλήνες θερμότητας για ψύξη αεροηλεκτρονικού εξοπλισμού και θερμική διαχείριση οργάνων.
Εξαρτήματα κυματοδηγού και κοιλότητας ραδιοσυχνοτήτων που χρειάζονται λείες εσωτερικές επιφάνειες υψηλής-αγωγιμότητας.
Τροφοδότες κεραίας, αγωγοί αντικεραυνικής προστασίας και εξοπλισμός γείωσης.
Γραμμές καυσίμων, υδραυλικών, πνευματικών και οργάνων σε συστήματα κοινής ωφέλειας και υποστήριξης εδάφους.
Εξοπλισμός κενού και εργαστηριακός εξοπλισμός όπου απαιτείται καθαρή, μη-μαγνητική οπή.
Ο χαλκός επιλέγεται επίσης επειδή δεν είναι-μαγνητικός και δεν σπινθήρα, τα οποία έχουν σημασία για ευαίσθητα όργανα και συστήματα καυσίμου. Η αντοχή του στην ατμοσφαιρική διάβρωση διατηρεί τις επιφάνειες σταθερές για μεγάλα διαστήματα σέρβις και η υψηλή θερμική αγωγιμότητα διαχέει γρήγορα τη θερμότητα μακριά από συγκεντρωμένες πηγές.
Καθοδήγηση επεξεργασίας, σύνδεσης και χειρισμού
Ο χειρισμός του λαμπερού ανοπτημένου σωλήνα πρέπει να γίνεται με καθαρά γάντια, να διατηρείται στο προστατευτικό του περίβλημα μέχρι την εγκατάσταση και να μην φυλάσσεται ποτέ σε επαφή με ανθρακούχο χάλυβα, ο οποίος μπορεί να μεταφέρει σίδηρο στην επιφάνεια και να προκαλέσει διάβρωση. Ο σωλήνας είναι λυγισμένος σε λυγιστή ατράκτου ή με γεμάτη και καλυμμένη οπή για σφιχτές ακτίνες, και το ξέσπασμα πραγματοποιείται με μήτρες που ταιριάζουν με την ανόπτηση.
Οι μέθοδοι σύνδεσης περιλαμβάνουν μαλακή συγκόλληση, χαλκοσυγκόλληση αργύρου, τροχιακή συγκόλληση με πληρωτικό από αποοξειδωμένο χαλκό και μηχανικά εξαρτήματα με ελαστομερή σφράγιση. Ο καθαρισμός με ξηρό άζωτο προστατεύει την οπή κατά τη συγκόλληση και τη συγκόλληση και τυχόν υπολείμματα ροής πρέπει να αφαιρεθούν με έκπλυση επειδή η υπολειμματική ροή προσβάλλει τον χαλκό παρουσία υγρασίας. Η ανόπτηση πραγματοποιείται σε περίπου 400 μοίρες έως 650 μοίρες σε προστατευτική ατμόσφαιρα όταν απαιτείται τοπική αποσκλήρυνση και εφαρμόζεται ανακούφιση από την πίεση σε λυγισμένα τμήματα όπου αναμένεται δόνηση.
Δοκιμές Επιθεώρησης και Αποδοχής
Η τυπική επιθεώρηση για αεροδιαστημικές εργασίες περιλαμβάνει επαλήθευση διαστάσεων, μέτρηση πάχους τοιχώματος, δοκιμή εφελκυσμού, εκτίμηση μεγέθους κόκκων, εξέταση δινορευμάτων του τοιχώματος γεώτρησης και έλεγχο καθαριότητας στην εσωτερική επιφάνεια. Η χημική πιστοποίηση με αριθμό θερμότητας, ένα πιστοποιητικό δοκιμής μύλου στο EN 10204 3.1 και, όπου καθορίζεται, η θετική αναγνώριση υλικού συμπληρώνουν το πακέτο τεκμηρίωσης. Η κατάσταση της επιφάνειας ελέγχεται οπτικά με βάση ένα καθορισμένο πρότυπο, επειδή οι γρατσουνιές και η μόλυνση του σιδήρου, και όχι οι ιδιότητες όγκου, είναι η συνήθης αιτία απόρριψης σε εφαρμογές υδραυλικών και γραμμών καυσίμου.
FAQ
Ε: Γιατί προτιμάται ο φωτεινός ανοπτημένος σωλήνας για αεροδιαστημική χρήση;
Η φωτεινή ανόπτηση αφαιρεί τις εσωτερικές πιέσεις ενώ διατηρεί την οπή καθαρή και απαλλαγμένη από οξείδια. Αυτός ο συνδυασμός παρέχει προβλέψιμη συμπεριφορά κάμψης και εκτόξευσης και αποφεύγει τη χαλαρή κλίμακα που θα μπορούσε αργότερα να μολύνει ένα υδραυλικό σύστημα, το σύστημα καυσίμου ή οργάνων.
Ε: Μπορεί το C11000 να συγκολληθεί;
Μπορεί να συγκολληθεί με ταιριαστό αποοξειδωμένο πληρωτικό μέταλλο και αδρανές προστατευτικό κάλυμμα, αλλά το οξυγόνο στην κατηγορία το καθιστά πιο ευαίσθητο από το C10200 ή το C12200. Τα συγκολλημένα συγκροτήματα συνήθως καθορίζονται σε βαθμό αποοξειδωμένης ή ελεύθερου οξυγόνου-.
Ε: Ο χάλκινος σωλήνας δεν είναι-μαγνητικός;
Ναί. Ο χαλκός είναι ουσιαστικά μη-μαγνητικός, γεγονός που τον καθιστά κατάλληλο για χρήση κοντά σε συστήματα πυξίδας, μαγνητόμετρα και άλλα ευαίσθητα όργανα.
Ε: Πώς πρέπει να προστατεύεται ο σωλήνας πριν από την εγκατάσταση;
Διατηρήστε το αρχικό περιτύλιγμα στη θέση του, αποθηκεύστε το σε εσωτερικό χώρο σε στεγνό χώρο, στηρίξτε το σωλήνα κατά μήκος του ώστε να μην μπορεί να κρεμάσει και αποφύγετε την επαφή με σχάρες από ανθρακούχο χάλυβα ή κοψίματα που θα μπορούσαν να μεταφέρουν σίδηρο.
Ε: Ποιο πάχος τοιχώματος είναι χαρακτηριστικό για γραμμές οργάνων;
Οι γραμμές οργάνων και υδραυλικών οργάνων χρησιμοποιούν γενικά το λεπτότερο πρακτικό τοίχωμα για την πίεση εργασίας, συνήθως στην περιοχή 0,5 mm έως 1,5 mm, με απόσταση στήριξης που ορίζεται από την ανάλυση κραδασμών και ακαμψίας και όχι μόνο από την ονομαστική πίεση.
Ε: Ποια ιδιοσυγκρασία πρέπει να παραγγελθεί για ένα συγκρότημα λυγισμένου σωλήνα;
Ο ανοπτημένος σωλήνας χρησιμοποιείται όπου απαιτούνται σφιχτές κάμψεις και φουσκωμένα άκρα. Ο ελαφρύς ή σκληρός σωλήνας επιλέγεται για ευθείες διαδρομές που πρέπει να αντέχουν στη σύνθλιψη και τους κραδασμούς, με την κάμψη να πραγματοποιείται μετά από ελεγχόμενη τοπική ανόπτηση.
