บทบาทของท่อโลหะผสมทองแดงในอุปกรณ์ถ่ายเทความร้อน
ในตัวแลกเปลี่ยนแบบเปลือก-และ-ท่อ ท่อส่งฟลักซ์ความร้อนสูงสุดและมองเห็นสภาพแวดล้อมที่รุนแรงที่สุด ดังนั้นวัสดุท่อจึงตัดสินใจทั้งหน้าที่การระบายความร้อนและอายุการใช้งานของเครื่อง ASTM B111/B111M เป็นข้อกำหนดที่ใช้ทั่วโลกสำหรับท่อทองแดงและโลหะผสมทองแดงไร้ตะเข็บสำหรับคอนเดนเซอร์ เครื่องระเหย และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ท่อผลิตโดยการใช้เหล็กแท่งหล่อแบบร้อน จากนั้นจึงวาดแบบเย็น การอบอ่อน การยืดผม และการตกแต่งขั้นสุดท้าย ซึ่งให้ผนังที่หนาแน่นและไม่มีรูพรุน- พร้อมรูเจาะเรียบที่ต้านทานการเปรอะเปื้อนและการเกิดตะกรัน-
คอนเดนเซอร์ไอน้ำ เครื่องทำความเย็นในโรงกลั่น เครื่องทำน้ำอุ่นป้อนหม้อไอน้ำ คอนเดนเซอร์ทำความเย็น และโรงงานแยกเกลือ ล้วนใช้กลุ่มผลิตภัณฑ์นี้ เนื่องจากผนังท่อเป็นขอบเขตแรงดันและเป็นอุปสรรคการกัดกร่อนในเวลาเดียวกัน ข้อมูลจำเพาะนี้จึงกำหนดองค์ประกอบทางเคมี อุณหภูมิ ความทนทานต่อมิติ และข้อกำหนดในการทดสอบทางกล แทนที่จะปล่อยให้ซัพพลายเออร์แต่ละรายเป็นผู้กำหนด
การเลือกโลหะผสมสำหรับน้ำหล่อเย็นที่แตกต่างกัน
| หมายเลขยูเอ็นเอส | ชื่อสามัญ | สภาพน้ำโดยทั่วไป | ความเสี่ยงหลักที่ต้องควบคุม |
|---|---|---|---|
| C12200 | ฟอสฟอรัส-ทองแดงที่ถูกออกซิไดซ์ (DHP) | ทำความสะอาดน้ำจืด ไอน้ำ คอนเดนเสท | การกัดเซาะที่ความเร็วสูง การโจมตีของแอมโมเนีย |
| C44300 | ทองเหลืองพลเรือเอกอาร์เซนอล | ทำความสะอาดน้ำจืดและน้ำกร่อย | Dezincification, การแตกร้าวจากการกัดกร่อนของความเค้น |
| C68700 | อลูมิเนียมทองเหลือง | ทำความสะอาดน้ำทะเลด้วยความเร็วปานกลาง | การโจมตีแบบกระแทก การกัดกร่อนของคราบสะสม |
| C70600 | คิวโปรนิกเกิล 90/10 | น้ำทะเล น้ำกร่อย ไหลสูง | การปนเปื้อนของซัลไฟด์และแอมโมเนีย |
| C71500 | คิวโปรนิกเกิล 70/30 | น้ำทะเลความเร็วสูง น้ำเสีย | ปริมาณธาตุเหล็กไม่ถูกต้อง ความสะอาดไม่ดี |
ตามกฎแล้ว ยิ่งน้ำหล่อเย็นมีน้ำเกลือและปนเปื้อนมาก ปริมาณนิกเกิลที่ควรระบุก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย อลูมิเนียมทองเหลืองเป็นตัวเลือกที่ประหยัดสำหรับน้ำทะเลที่สะอาด ในขณะที่คิวโปรนิกเกิลถูกใช้ในกรณีที่การเสียดสีของทราย คลอไรด์ หรือแอมโมเนียที่ตกค้างทำให้โลหะผสมทองเหลืองมีความเสี่ยง
ข้อกำหนดทางเคมีและเครื่องกล
ASTM B111/B111M ควบคุมองค์ประกอบตามช่วงองค์ประกอบสำหรับหมายเลข UNS แต่ละหมายเลข สำหรับเกรดทั้งสี่ที่ให้มาบ่อยที่สุด ฟอสฟอรัส-ทองแดงที่ถูกออกซิไดซ์ต้องใช้ทองแดงขั้นต่ำ 99.9 % โดยมีฟอสฟอรัส 0.015 ถึง 0.040 % ทองเหลืองกองทัพเรือต้องใช้ทองแดง 70.0 ถึง 73.0 %, ดีบุก 0.9 ถึง 1.2 % และสารหนู 0.02 ถึง 0.06 % นิกเกิลคิวโปร 90/10 ต้องการนิกเกิล 9.0 ถึง 11.0 % และเหล็ก 1.0 ถึง 1.8 % และนิกเกิล 70/30 คิวโปร ต้องใช้นิกเกิล 29.0 ถึง 33.0 % พร้อมด้วยเหล็ก 0.4 ถึง 1.0 % ข้อกำหนดด้านกลไกถูกกำหนดโดยอุณหภูมิมากกว่าตัวเลขเดียว ดังนั้นคำสั่งซื้อจะต้องระบุรหัสอุณหภูมิเสมอ
| ระดับ | ความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำที่ผ่านการอบอ่อน | ผลผลิตขั้นต่ำอบอ่อนที่ส่วนขยาย 0.5 % |
|---|---|---|
| C12200 | ประมาณ 220 MPa (32 ksi) | ประมาณ 70 MPa (10 ksi) |
| C44300 | 310 เมกะปาสคาล (45 กิโลปอนด์/ตารางนิ้ว) | 105 MPa (15 ksi) |
| C70600 | 275 เมกะปาสคาล (40 กิโลปอนด์) | 105 MPa (15 ksi) |
| C71500 | 414 MPa (60 กิโลไซ) | 172 เมกะปาสคาล (25 กิโลปอนด์/ตารางนิ้ว) |
โดยปกติแล้วท่ออบอ่อนจะถูกสั่งให้มีขนาดเกรนที่กำหนด OS025 หรือ OS050 เนื่องจากขนาดเกรนจะควบคุมความเหนียวที่จำเป็นสำหรับการขยายลูกกลิ้งเข้าไปในแผ่นท่อและการดัดงอ U- เทมเปอร์ที่วาดไว้ เช่น H55 และ H80 ถูกใช้เมื่อต้องการความแข็งแรงสูงกว่าและไม่จำเป็นต้องดัดงอ
ขนาด แบบฟอร์ม และการทดสอบ
โดยทั่วไปแล้ว ท่อจะมาพร้อมกับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกตั้งแต่ประมาณ 6 มม. ถึง 80 มม. และความหนาของผนังตั้งแต่ประมาณ 0.5 มม. ถึง 3 มม. ในความยาวตรงสูงสุด 12 ม. ในรูปแบบโค้งงอ U- สำหรับตัวแลกเปลี่ยนที่มีหัวลอย หรือมีครีบต่ำในตัวสำหรับบริการทำความเย็นและอากาศ- ความยาวแบบสุ่ม ความยาวคงที่ และความยาวคอยล์เป็นไปได้ทั้งหมดขึ้นอยู่กับโลหะผสมและอุณหภูมิ
ทุกคำสั่งซื้อตามมาตรฐาน ASTM B111/B111M มีการทดสอบแรงดึง การราบเรียบ การบานออก และการขยายตัวเป็นอย่างน้อย ผู้ซื้อเป็นผู้ระบุการทดสอบแบบไม่ทำลาย- และโดยทั่วไปจะประกอบด้วยการตรวจสอบกระแสไหลวน การทดสอบการพิสูจน์อุทกสถิต หรือการทดสอบนิวแมติก การตรวจสอบกระแสเอ็ดดี้ของท่อทองแดงและโลหะผสมทองแดงดำเนินการตามมาตรฐาน ASTM E243 และเป็นวิธีที่เร็วที่สุดในการพิสูจน์ว่าผนังมีความต่อเนื่องตลอดความยาวของมัด ข้อกำหนดด้านความสะอาดเพิ่มเติมเป็นเรื่องปกติสำหรับคอนเดนเซอร์ของสถานีไฟฟ้า โดยที่รูจะต้องปราศจากฟิล์มคาร์บอนก่อนที่จะทำการทดสอบเดินเครื่อง
มาตรฐานที่เกี่ยวข้องที่ใช้ควบคู่กับ ASTM B111
ASME SB111 ซึ่งเป็นรหัส ASME เทียบเท่ากับ ASTM B111/B111M สำหรับอุปกรณ์แรงดัน
EN 12451 มาตรฐานยุโรปสำหรับท่อทองแดงและโลหะผสมทองแดงสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน
JIS H3300 มาตรฐานญี่ปุ่นสำหรับท่อทองแดงและโลหะผสมทองแดงไร้รอยต่อ
GB/T 1527 และ GB/T 8890 มาตรฐานของจีนสำหรับท่อทองแดงแบบดึงและสำหรับท่อแลกเปลี่ยนความร้อนโลหะผสมทองแดงไร้ตะเข็บ
BS 2871 ส่วนที่ 2 และส่วนที่ 3 สำหรับท่อโลหะผสมทองแดงและทองแดงในสหราชอาณาจักร
ASTM B359/B359M สำหรับท่อที่มีครีบรวม
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: โลหะผสมชนิดใดที่ควรใช้สำหรับคอนเดนเซอร์น้ำทะเล
คิวโปรนิกเกิลเป็นตัวเลือกปกติ: 90/10 (C70600) สำหรับน้ำทะเลสะอาดและความเร็วปานกลาง และ 70/30 (C71500) ซึ่งน้ำเร็วกว่า มีมลพิษมากกว่า หรือมีของแข็งแขวนลอยมากกว่า
ถาม: รหัสอารมณ์ในคำสั่งซื้อหมายถึงอะไร
รหัสอุณหภูมิแก้ไขสภาพทางกล O61 หรือ OS025 หมายถึงการอบอ่อนแบบอ่อน ซึ่งจำเป็นสำหรับการดัดงอ U- และการขยายลูกกลิ้ง ในขณะที่ H55 และ H80 เป็นเทมเปอร์ที่ดึงเบาและแข็ง ซึ่งใช้โดยที่ความแข็งแรงมีความสำคัญมากกว่าความสามารถในการขึ้นรูป
ถาม: ตรวจสอบความสมบูรณ์ของผนังท่อได้อย่างไร
การตรวจสอบกระแสเอ็ดดี้ตามมาตรฐาน ASTM E243 จะตรวจสอบความยาวทั้งหมดเพื่อหาความไม่ต่อเนื่อง และเพิ่มการทดสอบการพิสูจน์อุทกสถิตหรือนิวแมติกเมื่อข้อกำหนดเฉพาะหรือผู้ซื้อต้องการ
ถาม: ท่อสามารถจ่ายส่วนโค้ง U- ได้หรือไม่
ใช่. ท่อโค้งงอ U- ผลิตจากสต็อกอบอ่อนที่มีรัศมีการโค้งงออย่างน้อยสองเท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก และโซนโค้งงอจะถูกคลายความเครียดและตรวจสอบก่อนบรรจุ
ถาม: อะไรเป็นตัวจำกัดความเร็วของน้ำที่ไหลผ่านท่อ
โลหะผสมแต่ละชนิดมีเกณฑ์การกัดเซาะ โดยปกติแล้วทองแดงและทองเหลืองอาร์มิดจะถูกจำกัดไว้ที่ประมาณ 1.5 ถึง 2.4 ม./วินาที ในน้ำสะอาด ในขณะที่เกรดคิวโปรนิกเกิลสามารถทนต่อความเร็วสูงได้ ดังนั้นควรตรวจสอบความเร็วกับโลหะผสมและเคมีของน้ำ
ถาม: มีใบรับรองการทดสอบโรงงานให้หรือไม่
ใช่. แต่ละล็อตสามารถตรวจสอบย้อนกลับได้ด้วยหมายเลขความร้อน และมาพร้อมกับใบรับรองที่แสดงการวิเคราะห์ทางเคมี ผลการทดสอบทางกล ผลการทดสอบกระแสไหลวนหรือแรงดัน และการแก้ไขมาตรฐานที่เกี่ยวข้องซึ่งมีผลใช้บังคับ ณ เวลาที่ผลิต
