C21000 cijev od legure bakra za zavarene izmjenjivače topline
C21000 je legura kovanog bakra-cinka koja sadrži 94 – 96 % bakra sa balansnim cinkom, što ga svrstava u porodicu metala za pozlatu, a ne u grupu -mesinga visoke čvrstoće ili deoksidiranih fosforom. Ta razlika je važna kada je materijal određen za zavarene cijevi izmjenjivača topline, jer svojstva koja pokreću postupak zavarivanja potiču od sadržaja bakra i vrlo niskog nivoa cinka, a ne od dodatka deoksidacije. Sa samo oko 5% cinka, legura zadržava većinu termičkih i električnih performansi bakra, dok dobiva snagu, stabilan površinski film i bolje ponašanje pri obradi.
Debele zidne cijevi ove klase se biraju gdje cijev mora imati otpornost na koroziju, apsorbirati toplinsko pomicanje ili biti pripremljena za zavareni ili prošireni spoj u lim cijevi. Težak zid usporava gubitak presjeka u blago agresivnom radu i daje zavarivaču dovoljno metala za rad kada je cijev spojena na čelo ili kada je stub zavaren na razdjelnik.
Identitet razreda, sastav i standardi
Ograničenja sastava ispod su brojevi koje bi kupac trebao provjeriti u odnosu na certifikat mlina. Oni također rješavaju pitanje imenovanja: sa fosforom koji se drži na maksimalno 0,01 %, legura ne može biti bakar deoksidirani fosforom, a sa bakrom od najmanje 94 % to nije mesing velike čvrstoće.
| Element | Sadržaj, težina % |
|---|---|
| bakar (Cu) | 94 – 96 |
| cink (Zn) | Balans |
| olovo (Pb) | 0,05 maksimalno |
| željezo (Fe) | 0,05 maksimalno |
| fosfor (P) | 0,01 maksimalno |
| Ostali elementi, ukupno | 0,10 maksimalno |
Plosnati i valjani proizvodi ovog razreda se naručuju prema ASTM B36/B36M, a ekvivalentna oznaka legure kovanog bakra navedena je u GB/T 5231, gdje je 95% bakrenog mesinga napisano H95. Budući da je materijal niska-legura cinka, njime se rukuje istim proizvodnim putem kao i druge legure kovanog bakra: livenje, vruća obrada, hladno valjanje ili izvlačenje i finalno žarenje do naručene temperature.
Physical Properties
| Nekretnina | Vrijednost |
|---|---|
| Gustina | 8,86 – 8,94 g/cm3 |
| Tačka topljenja | 1049 stepeni |
| Električna provodljivost, žareno | 80 – 85 % IAKS |
| Toplotna provodljivost | Ispod onog kod bakra sa otpornim elektrolitičkim korakom, i u skladu sa električnom provodljivošću iznad |
Napomena: električna i toplotna provodljivost legure bakra-cinka padaju zajedno kako se dodaje cink. Brojke blizu 391 W/(m·K) pripadaju bakru visoke -čistoće kao što je C11000, a ne kovanoj leguri 95Cu-5Zn, tako da se navedeni raspon toplotne provodljivosti koji obuhvata obje vrijednosti ne bi trebao koristiti za dimenzioniranje prijenosa topline. Za rad izmenjivača, 80 – 85 % IACS žarena vrednost u gornjoj tabeli je pouzdana referentna tačka, a toplotna provodljivost prati isti trend u odnosu na bakar.
Mehanička svojstva po temperamentu
| Stanje | Zatezna čvrstoća | Granica tečenja | Izduženje | Tvrdoća |
|---|---|---|---|---|
| Annealed | 220 – 290 MPa | 69 – 100 MPa | 35 – 45 % | 40 – 60 HV |
| Hladno obrađeno, H01 | 255 – 325 MPa | 200 – 250 MPa | 20 – 30 % | 50 – 70 HV |
| Hladno obrađeno, H04 | 345 – 405 MPa | 300 – 350 MPa | 10 – 15 % | 80 – 100 HV |
Užareno stanje je uobičajen izbor za cijevi koje će se proširiti u cijevni list ili formirati nakon isporuke, jer čuva duktilnost potrebnu za te operacije. Hladno obrađeni temperamenti se koriste tamo gdje je cijev strukturni element i gdje veća čvrstoća popuštanja omogućava lakšu noseću strukturu, po cijenu dodatka za oblikovanje.
Dimenzije cijevi, oblici proizvoda i primjena
| Forma | Debljina / promjer | Širina |
|---|---|---|
| Cijev, debeli zid | Zid 1 – 20 mm, vanjski prečnik 10 – 200 mm | Nije primjenjivo |
| List / traka | 0,5 – 10 mm | 100 – 600 mm |
| Štap / šipka | Prečnik 5 – 50 mm | Nije primjenjivo |
| Žica | Prečnik 0,5 – 10 mm | Nije primjenjivo |
Dužine se obično režu prema zahtevima kupaca, a ne drže na fiksnoj dužini, što odgovara rekonstrukciji izmenjivača gde je dužina cevi određena geometrijom školjke i glave.
Prijenos topline:izmjenjivači topline, cijevi za morsku vodu, kondenzatori i procesni hladnjaci koji rukuju blago agresivnim tekućinama
Električni sistemi:konektori, sabirnice i poluvodičke komponente
Pomorski inženjering:brodska oprema, vodovi za morsku vodu i infrastruktura vjetroturbina na moru
Mehaničke komponente:ventili, ležajevi i zakovice
Hemijska oprema:rezervoari, pumpe i cevovodi otporni na koroziju
Razmatranja o proizvodnji, zavarivanju i servisu
Legura je lako hladno i toplo oblikovana, kovana i zavarena. Za vruću obradu koristi se temperaturni opseg od 730 – 850 stepeni, sa pažnjom na pucanju ivica na vrhu opsega; žarenje se vrši između 540 i 600 stepeni kako bi se povratila duktilnost. Zavarivanje se obično izvodi postupkom inertnog plina od volframa sa potpunom zaštitom inertnog plina, a unos topline je kontroliran kako bi se izbjeglo prekomjerno-zagrijavanje područja spoja, što bi ogrubilo strukturu i smanjilo žilavost.
Na strani korozije, nizak sadržaj cinka je prednost. Dezincifikacija je rizik koji raste sa nivoom cinka u leguri bakra-cinka, tako da je bakar od 95% daleko manje izložen od mesinga 60/40 u istoj porodici, a materijal formira zaštitni film u mnogim industrijskim i morskim okruženjima. Kvalitet još uvijek ima ograničenja: jako klorirana ili-brzina morska voda, medij koji sadrži amonijak-i kiseli kondenzati mogu ga napasti, a veličinu cijevi i brzinu protoka treba odabrati tako da erozija ne bude mehanizam za kontrolu oštećenja.
Ponašanje troškova je takođe relevantno. Legura balansira zateznu čvrstoću koja može doseći 405 MPa u hladnom obrađenom stanju sa izduženjem od 10 – 15 % pri istoj temperamentu, tako da može zamijeniti skuplje legure otporne na koroziju u aplikacijama gdje je opterećenje umjereno, a nudi bolju čvrstoću od čistog bakra koji bi inače bio odabran za provodljivost.
Često postavljana pitanja
P: Koja je legura C21000?
C21000 je legura kovanog bakra-cinka sa 94 – 96 % bakra i preostalim cinkom, poznata kao metal za pozlatu. Ponekad se pogrešno označava kao bakar deoksidirani fosforom ili kao mesing visoke{5}}vrste, ali hemija isključuje i jedno i drugo: fosfor je ograničen na maksimalno 0,01 %, a bakar na minimumu od 94 % ga stavlja na nisko-kraj cinka u porodici mesinga.
P: Zašto koristiti debelozidne cijevi u izmjenjivaču topline?
Težak zid pruža otpornost na koroziju tako da cijev dostigne svoj projektni vijek uprkos postepenom gubitku površine, daje dovoljno presjeka za širenje ili zavarivanje u lim cijevi i odolijeva opterećenjima savijanja nametnutim toplinskim kretanjem. Također omogućava da se cijev ponovo{1}}mota ili ponovo-zavari tokom održavanja bez pada ispod minimalnog zida.
P: Koji standardi pokrivaju C21000 proizvode?
Plosnati i valjani proizvodi se naručuju prema ASTM B36/B36M, a oznaka legure kovanog bakra navedena je u GB/T 5231 kao 95% bakrenog mesinga. Primijenjene granice sastava su 94 – 96 % bakra, 0,05 % maksimalno olova, 0,05 % maksimalno željeza i 0,01 % maksimalno fosfora.
P: Kako treba zavariti C21000 cijevi?
Zavarivanje volframom inertnim gasom sa zaštitom od inertnog gasa je normalan proces, sa kontrolisanim unosom toplote kako bi se sprečilo krhkost spoja i zoni zahvaćene toplotom. Predgrijavanje i kontrola temperature između prolaza prate raspon vruće obrade od 730 – 850 stepeni, a svaka hladno obrađena cijev se obično žari između 540 i 600 stepeni nakon formiranja.
P: Da li je C21000 pogodan za usluge morske vode?
Njegov nizak sadržaj cinka drži rizik od dezincifikacije znatno ispod onog kod više-cink mesinga, tako da ima dobre performanse u morskoj i industrijskoj atmosferi. Tamo gdje je rashladni medij morska voda velike brzine ili sadrži agresivne kloride, veličina cijevi, debljina stijenke i brzina protoka moraju se pregledati zajedno, a klasa bakra nikla može biti bolji izbor.
P: Koja svojstva ga čine korisnim za izmjenjivač i električnu energiju?
Kaljenje daje 80 – 85 % IACS električne provodljivosti i zateznu čvrstoću od 220 – 290 MPa; Hladna obrada podiže vlačnu čvrstoću na 345 – 405 MPa sa tvrdoćom od 80 – 100 HV uz zadržavanje 10 – 15 % istezanja. Ta kombinacija podržava i komponente koje nose struju i cijevi za prijenos topline bez troškova specijalističke legure.
