ASTM B111 värmeväxlarrör: UNS C44300 och C68700 kopparlegering sömlöst rör

Två koppar-zinklegeringar för kondensor- och värmeväxlarservice

ASTM B111 (identiskt till innehåll med ASME SB111) är standardspecifikationen för sömlösa kondensorrör av koppar och koppar-legeringar, förångarrör och hylsor. Inom den specifikationen är UNS C44300 amiralitetsmässing och UNS C68700 aluminiummässing de två mest beställda koppar-zinkkvaliteterna för kraftverkskondensatorer, processvärmeväxlare och destillerare.

C44300 är en koppar-zink-tennlegering - den klassiska amiralitetsmetallen - där en liten arseniktillsats undertrycker avzinkning. C68700 är aluminiummässingen, i vilken cirka 2% aluminium ersätter en del av zinken och bildar en skyddande ytfilm som motstår stötangrepp. De två kvaliteterna citeras ofta tillsammans eftersom de är utvalda för samma uppgift och är utbytbara när det gäller praxis för rörplåt, men de skiljer sig åt i de kylvattenhastigheter de tolererar.

Kemisk sammansättning

Arsenikintervallet är obligatoriskt snarare än valfritt: båda legeringarna förlitar sig på en kontrollerad arseniktillsats för att förhindra avzinkning i kylvatten, och en värme utanför det specificerade intervallet avvisas normalt endast på grund av kemi, hur bra de mekaniska resultaten än kan vara.

Mekaniska krav i det glödgade temperamentet

Rör till ASTM B111 levereras normalt i glödgat härdning (O61, tidigare glödgat rör i O50-stil) så att de kan rullas eller expanderas till rörplåtar utan att spricka. För C44300 i glödgat härdning specificerar standarden en lägsta draghållfasthet på 310 MPa (45 ksi) och en lägsta sträckgräns på 105 MPa (15 ksi). Aluminiummässingen C68700 är specificerad med högre lägsta drag- och sträckgränser vid samma temperament eftersom aluminiumet i fast lösning stärker matrisen; de exakta värdena är de som anges i ASTM B111 för beställd temperatur och rörstorlek.

B111 kräver också att varje rör klarar en virvelströmsundersökning i enlighet med ASTM E243, och att kvarvarande spänning verifieras där detta anges genom ett kvicksilvernitrattest enligt ASTM B154. Hydrostatisk eller pneumatisk tryckprovning tillämpas när inköpsordern kräver det. Det här är testerna som gör ett dimensionellt korrekt rör till ett accepterat kondensorrör, och deras resultat hör hemma på brukets testcertifikat.

Internationella beteckningar och likvärdiga standarder

Sammansättningsintervallen är anpassade över dessa system, så ett rör tillverkat enligt GB/T 8890 HSn70-1 kan normalt också certifieras som C44300, förutsatt att tenn- och arsenikgränserna i den hårdare specifikationen respekteras.

Typiska tjänsteapplikationer

Ångturbinkondensatorer och hjälpkylare i kraftverk.

Skal-och-rörvärmeväxlare, förångare och destilleringsrör i process- och avsaltningsanläggningar.

Kondensorrörsplattor, hylsor och olje-pumpfoder.

Bourdon-rör, silar och marina VVS-komponenter som ser rörligt eller luftat vatten.

Allmän industrislang där kylvattnet är bräckt, lätt förorenat eller varierande i kvalitet.

C44300 är standardvalet för rent eller måttligt aggressivt färskt och bräckt kylvatten. C68700 är att föredra där vattenhastigheterna är högre eller där lokalt angrepp är troligt, eftersom den aluminium-rika ytfilmen motstår den mekaniska skuren som tar bort det skyddande lagret från vanlig amiralitetsmässing.

Val, rullning och hanteringsvägledning

Framgång med dessa legeringar börjar med vattenkemi. Kloridnivå, syrehalt, hastighet och förekomsten av suspenderade fasta ämnen påverkar alla kvalitetsval, och en hastighet som valts för C44300 kan vara konservativ eller otillräcklig för C68700. Som en arbetsregel tolererar aluminiummässing högre kylvattenhastigheter-. Admiralty-mässing är det säkrare valet i kretsar med låg-hastighet och låg-syre.

Rörrullning till rörplåtar bör följa en kontrollerad expansionsprocedur med rätt vridmoment och väggreduktion, och bibehålla den expanderade längden inuti rörplåtens-tjocklek. Över-valsning ger kvarvarande dragspänning som leder till spännings-korrosionssprickor under drift; under-rullning ger läckor vid fogen. Värmebehandling eller avspänning efter varje bockningsoperation är att rekommendera, och böjningsradier bör vara generösa.

Förvaring och installation har lika stor betydelse som tillverkning. Rören ska hållas torra och rena före installation, skyddade från kontakt med kolstål och fria från klorider på ytan. Kontaminering med salter eller med-svavelhaltiga föreningar är en vanlig orsak till för tidigt fel som senare felaktigt tillskrivs materialet.

Inspektionspunkter och vanliga fallgropar

Bekräfta arsenikinnehållet på certifikatet - det är det enskilt-vanligt felaktigaste elementet i C44300- och C68700-beställningar och den främsta orsaken till avzinkningsfel.

Kräv virvel-aktuella testrapporter till ASTM E243 med den acceptansnivå som anges på inköpsordern.

Kontrollera den levererade tempereringen och kornstorleken mot den expansionsoperation som planeras i verkstaden.

Kontrollera att rörändarna är fria från grader, ovala och dragmärken, vilket minskar tillförlitligheten för fogen.

För svetsade rör-skarvar, kontrollera att tillsatsmetallen är kompatibel med en koppar-zinkbasmetall; många fel i dessa kvaliteter har sitt ursprung i ett felaktigt fyllmedel snarare än i själva röret.

FAQ

F: Vad är skillnaden mellan C44300 och C68700?
C44300 är en amiralitetsmässing med cirka 1 % tenn och en kontrollerad arseniktillsats, medan C68700 är en aluminiummässing som innehåller cirka 2 % aluminium. Båda motstår avzinkning, men aluminiummässing bildar en skyddande film som gör den mer motståndskraftig mot stötattacker vid högre kylvattenhastigheter.-

F: Vilken draghållfasthet kräver ASTM B111 för C44300-rör?
I den glödgade härdningen specificerar standarden en minsta draghållfasthet på 310 MPa (45 ksi) och en lägsta sträckgräns på 105 MPa (15 ksi). Acceptans baseras på tester utförda på det färdiga röret, inte på götet.

F: Vilken standard reglerar sömlösa värmeväxlarrör i Kina?
GB/T 8890 täcker sömlösa kopparlegerade värmeväxlarrör, med HSn70-1 som motsvarar C44300 och HAL77-2 som motsvarar C68700. Dessa beteckningar är rutinmässigt dubbelcertifierade mot ASTM B111 för exportorder.

F: Varför tillsätts arsenik till dessa legeringar?
Arsenik är en medveten avzinkningshämmare. Utan det kan dessa koppar-zinklegeringar selektivt förlora zink i vissa vatten, vilket lämnar en svag, porös kopparsvamp som så småningom perforerar röret.

F: Hur ska rören testas före leverans?
ASTM B111 kräver virvelströmsundersökning till ASTM E243 på varje rör, med hydrostatisk eller pneumatisk testning och återstående-spänningsverifiering (kvicksilvernitrat till ASTM B154) tillämpas när beställningen specificerar dem. Dimensionell och visuell inspektion slutför releasen.

F: Är dessa rör lämpliga för havsvatten?
De används ofta i bräckt och måttligt aggressivt vatten, men för strömmande havsvatten med full-styrka med hög hastighet är koppar-nickelkvaliteter som C70600, C71500 och C71640 vanligtvis det föredragna valet på grund av deras högre tolerans mot erosion-korrosion.