C11000 Σωλήνας χαλκού ηλεκτρολυτικού σκληρού βήματος σε υπηρεσία εναλλάκτη θερμότητας
Ο χαλκός ηλεκτρολυτικής σκληρής πίσσας C11000 (ETP) είναι το υλικό αναφοράς μεταφοράς θερμότητας της οικογένειας χαλκού. Περιέχει τουλάχιστον 99,90 % χαλκό με ονομαστική περιεκτικότητα σε οξυγόνο 0,040 %, και παράγεται με ηλεκτρολυτική διύλιση που ακολουθείται από χύτευση με σκληρό βήμα, μια διαδρομή που αφήνει το μέταλλο εξαιρετικά απαλλαγμένο από μεταλλικές ακαθαρσίες. Αυτά τα χαμηλά επίπεδα ακαθαρσίας είναι ο λόγος για τον οποίο ο βαθμός διατηρεί την πολύ υψηλή ηλεκτρική και θερμική του αγωγιμότητα μέσω εργασιών κύλισης, τραβήγματος και διαμόρφωσης και γιατί καθορίζεται για σωληνώσεις εναλλάκτη θερμότητας,-διαύλους που ψύχονται με νερό, μεταγωγείς, ιμάντες γείωσης και υλικό μεταφοράς ρεύματος{{6}.
Στη λειτουργία εναλλάκτη θερμότητας, ο βαθμός επιλέγεται για δύο λόγους που σπάνια εμφανίζονται μαζί σε ένα κράμα: η θερμότητα μετακινείται γρήγορα στον τοίχο και ο σωλήνας μπορεί να λυγίσει, να τρυπηθεί, να τρυπηθεί, να πριτσινιστεί, να συγκολληθεί και να συγκολληθεί σε σχεδόν οποιοδήποτε σχέδιο φύλλου κεφαλίδας ή σωλήνα-. Το C11000 έχει επίσης εξαιρετική εργασιμότητα εν θερμώ, ώστε να μπορεί να διαμορφωθεί ζεστό όπου απαιτείται πολύπλοκη ακραία προσαρμογή.
Χημική Σύνθεση και Αναγνώριση Βαθμού
| Στοιχείο | Περιεχόμενο | Σημείωμα |
|---|---|---|
| Χαλκός (Cu) | 99,90 % ελάχιστο | Περιλαμβάνει ασήμι |
| Οξυγόνο (Ο) | Ονομαστική 0,040 % | Χαρακτηριστικό του χαλκού σκληρής πίσσας |
Η περιεκτικότητα σε οξυγόνο διατηρείται σκόπιμα στη διαδικασία ETP και είναι η ιδιότητα που διακρίνει το C11000 από τις ποιότητες χωρίς οξυγόνο-όπως C10100 και C10200 και από το C12200 που έχει αποοξειδωθεί με φώσφορο. Είναι επίσης ο λόγος που οι εργασίες κλιβάνου σε αναγωγική ατμόσφαιρα-υδρογόνου πρέπει να επανεξεταστούν πριν εφαρμοστούν σε αυτόν τον βαθμό.
Φυσικές και Θερμικές Ιδιότητες
Οι ακόλουθες τιμές είναι τυπικές για τον χαλκό C11000 ETP σε θερμοκρασία δωματίου, οι οποίες αναφέρονται τόσο σε μετρικές όσο και σε συνήθεις μονάδες των ΗΠΑ, επειδή οι προδιαγραφές του αρχικού εξοπλισμού συχνά συνδυάζουν τα δύο συστήματα.
| Ιδιοκτησία | Μετρικός | έθιμο των ΗΠΑ |
|---|---|---|
| Πυκνότητα | 8,91 g/cm3στους 20 βαθμούς | 0,322 λίβρες/ίντσα3στους 68 βαθμούς F |
| Ηλεκτρική αγωγιμότητα | 0,591 MS/m σε 20 μοίρες | 101 % IACS στους 68 βαθμούς F |
| Ηλεκτρική αντίσταση | 1,71 microhm·cm σε 20 μοίρες | 10,3 ohm·cm/ft στους 68 βαθμούς F |
| Θερμική αγωγιμότητα | 391,1 W/(m·K) σε 20 μοίρες | 226,0 Btu·ft/(hr·ft2· βαθμός F) στους 68 βαθμούς F |
| Συντελεστής θερμικής διαστολής | 16.9 × 10-6/ βαθμός (20 – 100 μοίρες) | 9.4 × 10-6/ βαθμός F (68 – 212 βαθμοί F) |
| Συντελεστής θερμικής διαστολής | 17.3 × 10-6/ βαθμός (20 – 200 μοίρες) | 9.6 × 10-6/ βαθμός F (68 – 392 βαθμοί F) |
| Συντελεστής θερμικής διαστολής | 17.6 × 10-6/ βαθμός (20 – 300 μοίρες) | 9.8 × 10-6/ βαθμός F (68 – 572 βαθμοί F) |
| Εύρος τήξης, solidus / liquidus | 1065 μοίρες / 1083 μοίρες | 1949 βαθμός F / 1981 βαθμός F |
| Μέτρο ελαστικότητας σε τάση | 117 000 MPa | 17 000 ksi |
| Μέτρο ακαμψίας | 44 130 MPa | 6400 ksi |
| Ειδικό βάρος | 8.91 | 8.91 |
| Ειδική θερμοχωρητικότητα | 393,5 J/(kg·K) στους 293 K | 0,092 Btu/(lb· βαθμός F) στους 68 βαθμούς F |
Τα δεδομένα διαστολής δίνονται σε τρία διαστήματα θερμοκρασίας επειδή ο συντελεστής αυξάνεται με τη θερμοκρασία. μόνο ένας εναλλάκτης θερμότητας με μέγεθος 20 – 100 μοιρών θα-προβλέψει τη θερμική ανάπτυξη όπου η πλευρά του κελύφους είναι πιο ζεστή. Ο συντελεστής ακαμψίας είναι η τιμή που απαιτείται για τους στρεπτικούς υπολογισμούς σε σχέδια σωλήνων-φύλλων και υποστήριξης-πλακών.
Χαρακτηριστικά Κατασκευής και Σύνδεσης
| Διαδικασία ή βαθμολογία | Εκτίμηση |
|---|---|
| Συγκόλληση | Εξοχος |
| Συγκόλληση | Καλός |
| Συγκόλληση από κάτω | Καλός |
| Συγκόλληση τόξου με θωράκιση αερίου | Εκθεση |
| Συγκόλληση τόξου με επικάλυψη μετάλλου | Δεν συνιστάται |
| Οξυγονοκόλληση | Δεν συνιστάται |
| Συγκόλληση ραφής | Δεν συνιστάται |
| Σημειακή συγκόλληση | Δεν συνιστάται |
| Δυνατότητα ψυχρής επεξεργασίας | Εξοχος |
| Ικανότητα να σχηματίζεται εν θερμώ | Εξοχος |
| Αξιολόγηση μηχανικής ικανότητας | 20 |
| Βαθμολογία σφυρηλάτησης | 65 |
Οι βαθμολογίες υποδεικνύουν μια σαφή στρατηγική κατασκευής: συνδέστε με συγκόλληση ή μπράτσο όπου το επιτρέπει ο σχεδιασμός, διατηρήστε τη συγκόλληση με σύντηξη σε συνδέσμους άκρου κατασκευασμένους με προσοχή και αποφύγετε τις διεργασίες τόξου και αερίου που ταξινομούνται ως μη συνιστώμενες. Επειδή η ικανότητα ψυχρής εργασίας είναι εξαιρετική, ο σωλήνας μπορεί να επεκταθεί, να στραγγιστεί και να λυγίσει σε μια στενή ακτίνα, η οποία επιτρέπει τη χρήση ενός μεμονωμένου μεγέθους σωλήνα σε πολλά μοτίβα εναλλάκτη θερμότητας.
Τυπικοί εναλλάκτες θερμότητας και βιομηχανικές εφαρμογές
Εξοπλισμός μεταφοράς θερμότητας:εναλλάκτες θερμότητας, συμπυκνωτές, τηγάνια, δοχεία και βραστήρες
Υλικό ηλεκτρικής ενέργειας:ζυγοί, συσκευές διανομής, ακροδέκτες μαχαιριού, αγωγοί, σύρμα μαγνήτη, εξαρτήματα μεταγωγής και εξαρτήματα συγκόλλησης
Εργοστάσιο χημικών και διεργασιών:δοχεία πίεσης, κυψέλες χλωρίου, άνοδοι, εξοπλισμός χημικών διεργασιών, ράφια επιμετάλλωσης και γάντζοι
Οικοδομικές υπηρεσίες:στόμια εκροής, αναβοσβήνει, στέγες, υδρορροές, πλαίσια φεγγίτη και πάγκοι
Αυτοκίνητο και υλικό:παρεμβύσματα, καλοριφέρ, πριτσίνια, καρφιά, καρφίτσες, παξιμάδια, μπουλόνια και πλάκες διαστολής
Συχνές Ερωτήσεις
Ε: Τι σημαίνει ηλεκτρολυτικό σκληρό βήμα στο C11000;
Περιγράφει την οδό παραγωγής και το υπολειπόμενο οξυγόνο. Ο χαλκός εξευγενίζεται ηλεκτρολυτικά σε καθαρότητα 99,90 % ή καλύτερη, στη συνέχεια χυτεύεται ως συρμάτινη ράβδος σκληρής βήματος με ονομαστική περιεκτικότητα σε οξυγόνο 0,040 %. Αυτό το υπολειμματικό οξυγόνο είναι χαρακτηριστικό της ποιότητας και γι' αυτό το υλικό δεν ταξινομείται ως ελεύθερο οξυγόνου.
Ε: Γιατί επιλέγεται το C11000 για σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας;
Επειδή η θερμική αγωγιμότητά του είναι περίπου 391 W/(m·K) και η ηλεκτρική αγωγιμότητα 101 % IACS είναι οι υψηλότερες διαθέσιμες σε σφυρήλατο χαλκό ευρέως παραγόμενου και η συμπεριφορά του σε θερμή και ψυχρή διαμόρφωση είναι εξαιρετική. Για το θαλασσινό νερό ή το υφάλμυρο νερό ψύξης, τα κράματα χαλκού νικελίου όπως C70600 και C71500 προτιμώνται συνήθως για λόγους διάβρωσης και διάβρωσης, ενώ το C11000 παραμένει το πρότυπο για καθαρό νερό, συμπύκνωμα ατμού και υγρά επεξεργασίας.
Ε: Ποιες προδιαγραφές ASTM ισχύουν για τον σωλήνα και τον σωλήνα C11000;
Το ASTM B75 καλύπτει χάλκινο σωλήνα χωρίς ραφή, το ASTM B111 καλύπτει τον σωλήνα συμπυκνωτή και εναλλάκτη θερμότητας χωρίς συγκόλληση, το ASTM B280 καλύπτει τον σωλήνα ψύξης και τον κλιματισμό, το ASTM B68 καλύπτει τον φωτεινό ανοπτημένο σωλήνα και το ASTM B88 τον σωλήνα νερού χαλκού. Τα αντίστοιχα έγγραφα ASME SB ισχύουν για υπηρεσία διατήρησης πίεσης.
Ε: Μπορεί ο σωλήνας C11000 να συγκολληθεί σε μια κεφαλή εναλλάκτη θερμότητας;
Η συγκόλληση με άκρο αξιολογείται ως καλή, αλλά η συγκόλληση τόξου με αέριο είναι μόνο δίκαιη και δεν συνιστώνται συγκόλληση με μεταλλικό τόξο και οξυακετυλένιο. Η συγκόλληση είναι εξαιρετική και η συγκόλληση είναι καλή, επομένως οι περισσότερες κεφαλές έχουν σχεδιαστεί για συγκολλημένες ή συγκολλημένες ενώσεις, με τη συγκόλληση με σύντηξη να προορίζεται για συνδέσεις άκρων. Οι κλιβάνοι μειωμένης ατμόσφαιρας πρέπει να αποφεύγονται επειδή ο χαλκός που φέρει οξυγόνο-μπορεί να εύθραυστα από το υδρογόνο.
Ε: Ποια είναι η συνιστώμενη βάση θερμοκρασίας τήξης και λειτουργίας;
Το solidus είναι περίπου 1065 μοίρες και το liquidus περίπου 1083 μοίρες. Αυτοί οι αριθμοί ορίζουν μόνο το εύρος τήξης. Ο μηχανικός σχεδιασμός θα πρέπει να βασίζεται στις τιμές εφελκυσμού και απόδοσης της ιδιοσυγκρασίας που παρέχεται στην πραγματικότητα, επειδή η κατάσταση ανόπτησης είναι η πιο μαλακή κατάσταση και δεν μαλακώνει περαιτέρω στην κανονική λειτουργία του εναλλάκτη θερμότητας.
Ε: Πώς πρέπει να προσδιορίζεται ο σωλήνας εναλλάκτη θερμότητας C11000 σε μια παραγγελία;
Δηλώστε την προδιαγραφή και την αναθεώρησή της, τον βαθμό C11000, την ιδιοσυγκρασία, την εξωτερική διάμετρο και το πάχος του τοιχώματος με ανοχές, τη λειτουργία μήκους και μήκους κοπής, τις απαιτούμενες δοκιμές όπως δινο-δοκιμή ρεύματος ή πίεσης και την απαίτηση καθαριότητας όπου ο σωλήνας θα εισέλθει σε κύκλωμα ψύξης ή οξυγόνου{3}.
