C70600 Κράμα χαλκού: Επεξήγηση ηλεκτρικών και μηχανικών ιδιοτήτων

Τι είναι το κράμα χαλκού C70600

Το C70600 είναι ο αριθμός UNS για το κράμα χαλκού 90/10-νικελίου, γραμμένο επίσης CuNi 90/10 ή CuNi10Fe1Mn. Είναι μια βάση χαλκού που περιέχει 9-11% νικέλιο μαζί με ελεγχόμενες προσθήκες σιδήρου και μαγγανίου που δίνουν στο κράμα την απόδοση του θαλασσινού νερού. Ο σωλήνας συμπυκνωτή, εξατμιστή και εναλλάκτη χωρίς ραφή παρέχεται στο ASTM B111. σωλήνας και σωλήνας χωρίς ραφή σε ευθεία μήκη σύμφωνα με το ASTM B466. πλάκα, φύλλο, λωρίδα και ρολό στο ASTM B122. και ράβδος και ράβδος στο ASTM B151. Η πλάκα σωλήνων για φύλλα σωλήνων συμπυκνωτή έχει παραγγελθεί σύμφωνα με το ASTM B171.

Θα πρέπει πρώτα να ξεκαθαριστεί μια εκτεταμένη παρεξήγηση. Ο C70600 δεν είναι χαλκός υψηλής-αγωγιμότητας. Η ηλεκτρική του αγωγιμότητα είναι μόνο περίπου 9% IACS, περίπου το ένα δέκατο αυτής του χαλκού ETP, επειδή το νικέλιο που συγκρατείται σε στερεό διάλυμα διασκορπίζει ηλεκτρόνια. Αντίθετα, αυτό που προσφέρει το κράμα είναι ένας σπάνιος συνδυασμός μέτριας αντοχής, εξαιρετικής αντοχής στο ρέον θαλασσινό νερό, φυσικής αντοχής στη βιορρύπανση και απλής κατασκευής με κρύο τράβηγμα, κάμψη, διαστολή και συγκόλληση. Αυτές είναι οι ιδιότητες που διατηρούν σωλήνες 90/10 σε συμπυκνωτές σταθμών παραγωγής ενέργειας, υπεράκτιες σωληνώσεις και εγκαταστάσεις αφαλάτωσης.

Χημική Σύνθεση και Φυσικά Δεδομένα

Τα όρια σύνθεσης για το σωλήνα και το σωλήνα C70600 όπως καθορίζονται στα ASTM B111 και ASTM B466 συνοψίζονται παρακάτω, σε ποσοστό βάρους, μαζί με τη συνάρτηση κάθε προσθήκης.

Τυπικές φυσικές τιμές είναι πυκνότητα 8,94 g/cm³, εύρος τήξης περίπου 1100-1145 βαθμών C, θερμική αγωγιμότητα περίπου 45 W/(m·K) στους 20 βαθμούς C, ηλεκτρική αγωγιμότητα περίπου 9 % IACS, μέτρο ελαστικότητας κοντά στα 138,40 GP και Poisson 3 περίπου και 138,40 GP και περίπου 45 W/(m·K).

Μηχανικές ιδιότητες κατά Temper

Το ASTM B111 καθορίζει τις ελάχιστες μηχανικές ιδιότητες ανά κράμα και ιδιοσυγκρασία, και τα ίδια ελάχιστα αναγνωρίζονται για το προϊόν χωρίς συγκόλληση στο ASTM B466. Για το C70600 σε κατάσταση ανόπτησης ο σωλήνας πρέπει να έχει αντοχή εφελκυσμού τουλάχιστον 275 MPa (40 ksi), αντοχή διαρροής μετατόπισης 0,5 % τουλάχιστον 105 MPa (15 ksi) και επιμήκυνση τουλάχιστον 30 % στα 50 mm.

Τα ακριβή ελάχιστα εφελκυσμού και απόδοσης για τα συρμένα κράματα παρουσιάζονται σε πίνακα κράμα ανά κράμα στο πρότυπο και όχι σε ένα ενιαίο σχήμα, γι' αυτό η περιγραφή αγοράς πρέπει να αναφέρει την ιδιοσυγκρασία καθώς και το κράμα. Η κάμψη, η διόγκωση και η διαμόρφωση U-πραγματοποιούνται κανονικά σε ανοπτημένο ή ελαφρώς τραβηγμένο σωλήνα και κάθε ψυχρή διαμόρφωση ακολουθείται από ανόπτηση ανακούφισης καταπόνησης όπου το απαιτεί η προδιαγραφή για το συγκρότημα.

Διάβρωση θαλασσινού νερού και συμπεριφορά σέρβις

Το προστατευτικό φιλμ προϊόντος διάβρωσης που σχηματίζεται σε 90/10 χαλκό-νικέλιο στο θαλασσινό νερό είναι το κλειδί για την απόδοσή του. Ο σίδηρος και το μαγγάνιο στο κράμα σταθεροποιούν αυτό το φιλμ, γι' αυτό η σύνθεση δεν είναι απλώς χαλκός με προσθήκη νικελίου. Σε καθαρό, ρέον θαλασσινό νερό, ο ομοιόμορφος ρυθμός διάβρωσης του σωλήνα C70600 καλής ποιότητας μετριέται σε εκατοστά του χιλιοστού ετησίως και το κράμα αντέχει πολύ καλύτερα από τους ορείχαλκους ή τον μη κράμα χαλκού υπό τις ίδιες συνθήκες.

Ισχύουν δύο πρακτικά όρια. Το κράμα αποικοδομείται από θειούχα-μολυσμένο ή στάσιμο θαλασσινό νερό, όπου η προστατευτική μεμβράνη δεν μπορεί να διατηρηθεί και ο σωλήνας γίνεται ευάλωτος σε τοπική προσβολή. και οι ταχύτητες σχεδιασμού πρέπει να διατηρούνται εντός του εύρους που αναγνωρίζεται για τον σωλήνα χαλικονικελίου στο σχετικό πρότυπο του έργου, επειδή η υπερβολική ταχύτητα προκαλεί προσβολή πρόσκρουσης ενώ η πολύ χαμηλή ταχύτητα ενθαρρύνει τις εναποθέσεις και τη διάβρωση υπό-απόθεσης. Οι επιφάνειες χαλκού-νικελίου απελευθερώνουν επίσης αργά ιόντα χαλκού, γεγονός που αποθαρρύνει την καθίζηση φυκιών και οστρακοειδών και είναι ο λόγος που η κατηγορία προτιμάται για θαλάσσιες εισαγωγές και για δεσμίδες σωλήνων που είναι δύσκολο να καθαριστούν.

Ηλεκτρική και Θερμική Συμπεριφορά στην Πράξη

Επειδή το C70600 συγκρίνεται συχνά με τον καθαρό χαλκό, οι ιδιότητες μεταφοράς του αξίζουν μια απλή δήλωση. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι περίπου 9 % IACS έναντι περίπου 100 % IACS για τον χαλκό ETP, επομένως το κράμα είναι ακατάλληλο για λειτουργία ζυγού και αγωγού καλωδίου. Η θερμική αγωγιμότητα, σε περίπου 45 W/(m·K), είναι περίπου το ένα δέκατο αυτής του καθαρού χαλκού επίσης. Στην υπηρεσία εναλλάκτη θερμότητας που δεν αποτελεί μειονέκτημα: η αντίσταση ελέγχου σε ένα σωλήνα συμπυκνωτή είναι συνήθως η πλευρική μεμβράνη ατμού-ή νερού- και όχι το τοίχωμα του σωλήνα και η αντίσταση τοιχώματος ενός λεπτού σωλήνα χαλικονικελίου παραμένει μικρή σε απόλυτες τιμές. Όπου η μέγιστη μεταφορά θερμότητας είναι απαραίτητη, η σχεδιαστική απάντηση είναι ένα λεπτότερο τοίχωμα ή μια ενισχυμένη επιφάνεια αντί για αλλαγή κράματος.

Σημεία Κατασκευής, Συγκόλλησης και Επιθεώρησης

Το C70600 επεξεργάζεται εύκολα εν ψυχρώ και μπορεί να συνδεθεί με συγκόλληση, συγκόλληση και τήξη. Η συγκόλληση με τόξο αερίου βολφραμίου με αντίστοιχο πληρωτικό χαλκού-νικελίου είναι η συνηθισμένη οδός για τη σωληνουργία, ενώ οι αρμοί σωλήνων-σε{4}}σωλήνων-διαστέλλονται συνήθως, διαστέλλονται με κύλινδρο και στη συνέχεια σφραγίζονται όπου το απαιτεί η εργασία. Δεν συνιστάται η θερμική κοπή. Η κατεργασία είναι κολλώδης αλλά διαχειρίσιμη με αιχμηρά εργαλεία και γενναιόδωρες γωνίες κλίσης.

Για τον σωλήνα, οι δοκιμές αποδοχής που καθορίζονται στο ASTM B111 περιλαμβάνουν επαλήθευση διαστάσεων, δοκιμή εφελκυσμού και σκληρότητας, δοκιμές ισοπέδωσης και διαστολής, δοκιμή υδροστατικής ή πνευματικής πίεσης όπως έχει παραγγελθεί, και δινο{1}}τρέχουσα εξέταση του τελικού σωλήνα στο Practice E243, η οποία είναι η τυπική μέθοδος ανίχνευσης μακρών ελαττωμάτων{3} σωλήνας από κράμα χαλκού. Οι αγοραστές θα πρέπει να επιβεβαιώσουν ότι περιλαμβάνονται οι δοκιμές δινορευμάτων-, ότι η απαιτούμενη θερμοκρασία ταιριάζει με την προγραμματισμένη λειτουργία διαμόρφωσης και ότι το περιθώριο πάχους τοιχώματος αφήνει υλικό για την προβλεπόμενη διάρκεια ζωής κάτω από το σχεδιαστικό ρυθμό διάβρωσης.

FAQ

Ε: Τι σημαίνει η ονομασία C70600;
Ο αριθμός C70600 είναι ο αριθμός UNS για το κράμα 90/10 χαλκού-νικελίου, μια βάση χαλκού με 9-11 % νικέλιο συν σίδηρο και μαγγάνιο. Γράφεται επίσης CuNi 90/10 ή CuNi10Fe1Mn.

Ε: Ποια πρότυπα διέπουν τα προϊόντα C70600;
Ο σωλήνας συμπυκνωτή και εναλλάκτη θερμότητας χωρίς ραφή έχει παραγγελθεί σύμφωνα με το ASTM B111, ο σωλήνας και ο σωλήνας χωρίς ραφή ευθύγραμμου μήκους στο ASTM B466, η λωρίδα πλάκας και η κυλινδρική ράβδος στο ASTM B122, η ράβδος και η ράβδος στο ASTM B151 και η πλάκα σωλήνα συμπυκνωτή στο ASTM B171.

Ε: Ποιες είναι οι ελάχιστες μηχανικές ιδιότητες του ανοπτημένου σωλήνα C70600;
Το ASTM B111 απαιτεί τουλάχιστον 275 MPa (40 ksi) αντοχή σε εφελκυσμό, τουλάχιστον 105 MPa (15 ksi) 0,5 % αντοχή διαρροής μετατόπισης και τουλάχιστον 30 % επιμήκυνση στα 50 mm για την ανόπτηση.

Ε: Είναι ο C70600 χαλκός υψηλής-αγωγιμότητας;
Όχι. Η ηλεκτρική του αγωγιμότητα είναι περίπου 9 % IACS, περίπου το ένα δέκατο του χαλκού ETP, επομένως επιλέγεται για διάβρωση και μηχανική λειτουργία παρά για μεταφορά ρεύματος.

Ε: Γιατί το κράμα αντιστέκεται στη βιορρύπανση;
Τα ιόντα χαλκού που απελευθερώνονται αργά από την επιφάνεια δημιουργούν ένα περιβάλλον που αποθαρρύνει την καθίζηση φυκιών και οστρακοειδών, μια επίδραση που επιμένει όσο διατηρείται το προστατευτικό φιλμ.

Ε: Ποιες συνθήκες συντήρησης βλάπτουν τον σωλήνα 90/10;
Το θαλασσινό νερό που έχει μολυνθεί- με θειούχα, στάσιμο ή πολύ ρυπασμένο αποτρέπει το σχηματισμό της προστατευτικής μεμβράνης και η υπερβολική ταχύτητα ροής προκαλεί προσβολή πρόσκρουσης, επομένως πρέπει να ελέγχονται τόσο η χημεία του νερού όσο και η ταχύτητα σχεδιασμού.