Γιατί ο χαλκός και ο χαλκός-νικέλιο δεν μοιάζουν μεταξύ τους
Ο καθαρός χαλκός είναι αναγνωρίσιμος από τον ζεστό κόκκινο-πορτοκαλί τόνο του. Όταν το νικέλιο διαλύεται στο χάλκινο πλέγμα, η οπτική συμπεριφορά του μετάλλου αλλάζει: η ανάκλαση στην κόκκινη και κοντά-υπέρυθρη περιοχή πέφτει ενώ η καμπύλη ανάκλασης ισοπεδώνεται στην ορατή ζώνη, έτσι η επιφάνεια γίνεται αντιληπτή ως γκρι, ασημί ή ζεστό λευκό αντί για κόκκινη. Επομένως, ένας φρεσκοκομμένος σωλήνας από χαλκό-νικελίου 90/10 (UNS C70600) φαίνεται ασημί και ένας βαθμού 70/30 (C71500) φαίνεται ακόμα πιο λευκός. Το χρώμα είναι ένας χρήσιμος πρώτος δείκτης, αλλά δεν αποτελεί προδιαγραφή. Οι μεμβράνες οξειδίου, οι αποχρώσεις ανόπτησης και το φινίρισμα της επιφάνειας αλλάζουν όλα αυτά που βλέπει το μάτι, επομένως το χρώμα πρέπει πάντα να επιβεβαιώνεται με έναν δεύτερο, μετρήσιμο έλεγχο.
Στοιχεία αναφοράς για τρεις κοινές βαθμίδες
| Ιδιοκτησία | C11000 ETP χαλκός | C70600 CuNi 90/10 | C71500 CuNi 70/30 |
|---|---|---|---|
| Ονομαστικό χρώμα | Κόκκινο-πορτοκαλί | Ασημί-γκρι | Ασημί-λευκό |
| Ονομαστική σύνθεση | Cu 99,90 min | Ισοζύγιο Cu, Ni 10, Fe 1,0-1,8, Mn 1,0 μέγ | Ισοζύγιο Cu, Ni 29-33, Fe 0,4-1,0, Mn 1,0 μέγ. |
| Πυκνότητα | 8,94 g/cm³ | 8,94 g/cm³ | 8,94 g/cm³ |
| Ηλεκτρική αγωγιμότητα στους 20 βαθμούς | 100-101 % ΟΣΔΕ | Περίπου 9 % ΟΣΔΕ | Περίπου 5 % ΟΣΔΕ |
| Θερμική αγωγιμότητα | Περίπου 390 W/(m·K) | Περίπου 45 W/(m·K) | Περίπου 29 W/(m·K) |
| Μαγνητική απόκριση | Μη-μαγνητικό | Μη-μαγνητικό | Μη-μαγνητικό |
| Τυπικό προϊόν διάβρωσης εξωτερικού χώρου | Πράσινο λάχανο | Γκρι-καφέ φιλμ | Γκρι-καφέ φιλμ |
| Τυπική υπηρεσία | Πόσιμο νερό, ηλεκτρικοί αγωγοί | Θαλάσσιοι εναλλάκτες θερμότητας, σωληνώσεις θαλασσινού νερού | Σοβαρή λειτουργία θαλασσινού νερού, υψηλότερη ταχύτητα |
Δύο καταχωρήσεις σε αυτόν τον πίνακα είναι πιο χρήσιμες από τις υπόλοιπες. Πρώτον, η πυκνότητα είναι σχεδόν ίδια για τις τρεις ποιότητες, επομένως ένας έλεγχος πυκνότητας δεν μπορεί να διαχωρίσει το χαλκό από το χαλκό-νικέλιο. Αποκλείει μόνο υποκατάστατα χάλυβα ή αλουμινίου. Δεύτερον, η ηλεκτρική αγωγιμότητα διαφέρει κατά περίπου δέκα, γεγονός που καθιστά μια μέτρηση τεσσάρων{3}}τερματικών αντιστάσεων την πιο πρακτική δοκιμή που βασίζεται σε όργανα- σε ένα εργαστήριο ή σε μια αποβάθρα.
Δοκιμές πεδίου και εργαστηρίου που λειτουργούν
Καταχωρίστε ένα νέο σημείο.Κόψτε ή λιμάρετε το στρώμα οξειδίου και κοιτάξτε το γυμνό μέταλλο μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα. Ο χαλκός διαβάζει κόκκινο. το χαλκό-νικέλιο διαβάζεται από γκρι σε ασημί. Αυτός είναι ο πιο γρήγορος αξιόπιστος έλεγχος και δεν χρειάζεται εξοπλισμό.
Μετρήστε την αντίσταση.Ο χαλκός εμφανίζει ειδική αντίσταση όγκου περίπου 0,0172 μΩ·m (100 % IACS), ο C70600 περίπου 0,19 μΩ·m και ο C71500 μάλλον υψηλότερος. Ένα μικρο-ωμόμετρο με σταθερό μήκος μετρητή διαχωρίζει σαφώς τις οικογένειες. χρησιμοποιήστε το ίδιο μήκος και θερμοκρασία και για τις δύο μετρήσεις.
Παρακολουθήστε πώς αντιδρά ένα λιμασμένο σημείο στο αραιωμένο νιτρικό οξύ.Ο χαλκός αντιδρά γρήγορα και παράγει ένα έντονο μπλε-πράσινο διάλυμα. τα κράματα που φέρουν νικέλιο-αντιδρούν αισθητά πιο αργά. Αυτή η δοκιμή είναι ποιοτική και πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο ως υποστηρικτικός έλεγχος σε αεριζόμενο χώρο με κατάλληλη ατομική προστασία.
Κοιτάξτε την πατίνα, όχι τη λάμψη.Ο χαλκός που εκτίθεται σε εξωτερικούς χώρους δημιουργεί πράσινο βασικό ανθρακικό χαλκό. Ο χαλκός-νικέλιο δημιουργεί ένα λεπτό γκρι-καφέ προστατευτικό φιλμ και διατηρεί έναν πιο θαμπό, πιο ψυχρό τόνο.
Μην βασίζεστε σε μαγνήτη.Και οι δύο οικογένειες είναι ουσιαστικά μη-μαγνητικές σε θερμοκρασία δωματίου, επομένως ένας μαγνήτης δεν διαχωρίζει κανένα από το άλλο και ανιχνεύει μόνο τη μόλυνση από φερριτικό χάλυβα.
Παραλείψτε τη δοκιμή σπινθήρα.Η δοκιμή σπινθήρα είναι μια τεχνική άνθρακα και κράματος χάλυβα και δεν έχει καμία σημασία για τα κράματα χαλκού.
Όπου η Διάκριση αλλάζει την Απόφαση Μηχανικού
Στο πόσιμο νερό και γενικά στις υδραυλικές εγκαταστάσεις, το χαμηλό κόστος, η υψηλή θερμική αγωγιμότητα και η εύκολη σύνδεση του αποοξειδωμένου χαλκού{0}}φωσφόρου το καθιστούν την προεπιλεγμένη επιλογή. Στο θαλασσινό νερό η εικόνα αντιστρέφεται: ο χαλκός-νικέλιο αντιστέκεται στην προσβολή πρόσκρουσης και το χλώριο στο κοίλωμα πολύ καλύτερα και ανέχεται υψηλότερες ταχύτητες ροής, γεγονός που επιτρέπει λεπτότερα τοιχώματα και ελαφρύτερες δέσμες σωλήνων. Το κενό θερμικής αγωγιμότητας είναι μεγάλο, περίπου 390 W/(m·K) έναντι 45 W/(m·K) για 90/10, επομένως ένας σχεδιαστής εναλλάκτη θερμότητας που αντικαθιστά το ένα υλικό με το άλλο πρέπει να υπολογίσει εκ νέου την απαιτούμενη επιφάνεια αντί να αντικαταστήσει τους σωλήνες σε παρόμοια βάση{-για-όμοια. Το νικέλιο κυριαρχεί επίσης στην τιμή του κράματος, γι' αυτό κανονικά καθορίζεται το 90/10 όπου το 70/30 δεν χρειάζεται αυστηρά.
Εργαστηριακή επιβεβαίωση
Όταν λείπει ή αμφισβητείται ένα πιστοποιητικό υλικού, τρεις τεχνικές λύνουν το ζήτημα. Ο φθορισμός ακτίνων Χ δίνει ένα γρήγορο ημι-ποσοτικό σχήμα νικελίου σε μια προετοιμασμένη επιφάνεια. Η φασματομετρία οπτικής εκπομπής μετά από έναν καθαρό σπινθήρα δίνει μια πλήρη σύνθεση που μπορεί να συγκριθεί άμεσα με μια προδιαγραφή βαθμού. Η καταστροφική μεταλλογραφία, που υποστηρίζεται από μια τραβέρσα σκληρότητας, δείχνει τη δομή των κόκκων και το κρύο{{5} επίπεδο εργασίας και έτσι επιβεβαιώνει την ιδιοσυγκρασία καθώς και το κράμα. Η δοκιμή δινορρευμάτων προστίθεται στις δέσμες σωλήνων για να επαληθευτεί το πάχος του τοιχώματος και να ανιχνευτεί ρωγμές χωρίς να κόψετε το σωλήνα.
Συχνές Ερωτήσεις
Ε: Είναι ο χαλκός-νικέλιο μαγνητικός;
Όχι. Και ο χαλκός και το χαλκό-νικέλιο δεν είναι-μαγνητικά σε θερμοκρασία δωματίου, επομένως δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί μαγνήτης για να τα ξεχωρίσει. Ένας μαγνήτης θα αποκαλύψει μόνο τη μόλυνση από φερριτικό χάλυβα.
Ε: Μπορώ να αναγνωρίσω το κράμα με βάση την πυκνότητα;
Αρ. C11000, C70600 και C71500 βρίσκονται όλα κοντά στα 8,94 g/cm³. Η μέτρηση της πυκνότητας είναι χρήσιμη για τον έλεγχο ενός ισχυρισμού ότι ένα εξάρτημα είναι διαφορετικό βασικό μέταλλο και όχι για το διαχωρισμό του χαλκού από το χαλκό-νικέλιο.
Ε: Γιατί το χαλκονικέλιο φαίνεται ασημί όταν ο χαλκός φαίνεται κόκκινος;
Το νικέλιο σε στερεό διάλυμα αλλάζει την καμπύλη οπτικής ανάκλασης του κράματος. Η ανάκλαση στο κόκκινο και στο κοντινό-υπέρυθρο πέφτει και η ορατή καμπύλη ισοπεδώνεται, έτσι το μάτι ερμηνεύει την επιφάνεια ως γκρι ή ασημί και όχι ως κόκκινη.
Ε: Ποιο κράμα χαλκού είναι το ισχυρότερο;
Ο χαλκός από βηρύλλιο φθάνει στην υψηλότερη ισχύ της οικογένειας του χαλκού, έως και περίπου 1.400 MPa σε σκληρυμένη κατάσταση βροχόπτωσης-, με θερμική αγωγιμότητα κοντά στα 105 W/(m·K). Οι ποιότητες χαλκού-νικελίου επιλέγονται για αντοχή στη διάβρωση και σκληρότητα και όχι για μέγιστη αντοχή.
Ε: Ποια ονομασία είναι ισοδύναμη με το C70600;
Το C70600 είναι ο αριθμός UNS για το κράμα χαλκού-νικελίου 90/10. Εμφανίζεται ως ASTM B111, ASTM B466 και ASME SB111 για προϊόντα σωλήνων και σωλήνων και αναφέρεται στην ευρωπαϊκή πρακτική ως CuNi10Fe1Mn σύμφωνα με το DIN 2.0872.
Ε: Το χρώμα ενός χρησιμοποιημένου σωλήνα μου λέει ποιο κράμα είναι;
Μόνο κατά προσέγγιση. Οι μεμβράνες σέρβις, η θερμική απόχρωση και το ιστορικό καθαρισμού αλλάζουν το εμφανές χρώμα, επομένως ένας χρησιμοποιημένος σωλήνας θα πρέπει να αναγνωρίζεται από ένα λιμαρισμένο σημείο συν μια ένδειξη αντίστασης ή έναν έλεγχο σύνθεσης πριν επαναχρησιμοποιηθεί ή συγκολληθεί.
