CuNi 70/30 Bakır Nikel Boru Nedir?
CuNi 70/30, ASTM B111/B111M'de UNS C71500 olarak standartlaştırılmış, kabaca %70 bakır ve %30 nikel içeren bir dövme bakır nikel alaşımıdır. Avrupa uygulamasında CuNi30Mn1Fe veya CuNi30Fe1Mn olarak yazılır ve ulusal bakır alaşımı tanımlama sistemi kapsamında Çin tanımı BFe30-1-1'dir. 90/10 bakır nikelin sınırlarına ulaştığı deniz suyu hizmetleri için geliştirilmiştir: yüksek akış hızı, kum yüklü su, kirli liman suyu ve sıvının artık sülfit veya amonyak içerdiği sistemler.
Alaşım, 90/10 ile aynı koruyucu oksit film mekanizmasına dayanır, ancak daha yüksek nikel içeriği, bu filmi daha stabil ve bozulmaya karşı daha toleranslı hale getirir, böylece duvar, suyun agresif olduğu yerlerde daha uzun süre dayanır. 90/10'un üzerindeki fiyat avantajı, bir kondansatörü yeniden borulama maliyetinin metal maliyet farkını aştığı durumlarda haklı çıkar.
UNS C71500'ün Kimyasal Bileşimi
| Öğe | Gereklilik |
|---|---|
| Nikel (Ni) | %29,0 ila 33,0 |
| Demir (Fe) | %0,4 ila 1,0 |
| Manganez (Mn) | Maksimum %1,0 |
| Çinko (Zn) | Maksimum %0,50 |
| Karbon (C) | Maksimum %0,05 |
| Kurşun (Pb) | Maksimum %0,02 |
| Kükürt (S) | Maksimum %0,02 |
| Fosfor (P) | Maksimum %0,02 |
| Bakır (Cu) | Kalan |
Listelenenlerin dışındaki kalan unsurlar toplamda %0,50 oranında tutulur. Karbon, kükürt ve fosfor, deniz suyunda lokal korozyon için başlangıç noktaları görevi gören kalıntılar oluşturdukları için düşük tutulur ve demir, tüp girişindeki koruyucu filmin dayanıklılığını kontrol ettiğinden demir aralığı dardır.
Mekanik Özellikler
| Öfke | Tane büyüklüğü | Çekme mukavemeti, minimum | Minimum %0,5 uzatmada verim |
|---|---|---|---|
| Tavlanmış OS025 | 0,025 mm nominal | 414 MPa (60 ksi) | 172 MPa (25 ksi) |
| Tavlanmış OS035 | 0,035 mm nominal | 372 MPa (54 ksi) | Ürün spesifikasyonuna göre belirtilir |
Alaşımın tipik hizmet verileri, tempere bağlı olarak %20 ila 40 uzama ile 350 ila 550 MPa'lık bir çekme mukavemeti aralığını ve kriyojenik sıcaklıkta tokluk kaybı olmadan tavlanmış durumda yaklaşık 371 C'ye kadar tasarım sıcaklığı kapasitesini içerir. Alaşım düşük sıcaklıklarda iyi sünekliği korur, bu nedenle sıvılaştırılmış gaz ve soğuk deniz suyu sistemlerinde de görülür.
Ebatlar, Teslimat Şekilleri ve Muayene
| Dış çap | Duvar kalınlığı | Tipik uygulama |
|---|---|---|
| 12,70 mm (1/2 inç) | 0,9 ila 1,65 mm | Küçük deniz suyu soğutucuları |
| 15,88 mm (5/8 inç) | 1,24 ila 1,65 mm | Güç istasyonu kondansatörleri |
| 19,05 mm (3/4 inç) | 1,24 ila 2,11 mm | Tuzdan arındırma ısı eşanjörleri |
| 25,40 mm (1 inç) | 1,65 ila 2,77 mm | Deniz suyu boruları ve büyük eşanjörler |
| 38,10 ila 76,20 mm | 2,0 ila 3,0 mm | Boru başlıkları, yükselticiler, gemi sistemleri |
Tüp ve boru, silindirle genleşme ve bükme için kontrollü bir tane boyutuna tavlanmış olarak veya sertliğin istendiği durumlarda çekilmiş temperlenmiş olarak tedarik edilir. 12 m'ye kadar rastgele ve sabit düz uzunluklar, U-bükülmüş boru ve sarmal küçük çaplı borular üretilmektedir. Testler ASTM B111/B111M'yi takip eder; çekme, düzleştirme, genişleme ve genleşme testlerinin yanı sıra ASTM E243'e göre girdap akımı muayenesi ve belirtildiğinde hidrostatik veya pnömatik dayanıklılık testi yapılır.
Deniz Suyu Ortamlarındaki Uygulamalar
Çok-aşamalı flaş ve çok-etkili tuzdan arındırma ısı eşanjörü paketleri.
Kıyı elektrik santrallerinde yüzey kondansatörleri ve besleme suyu ısıtıcıları.
Gemideki deniz suyu sistemleri, balast ve yangın suyu ısı eşanjörleri.
Açık deniz platformu soğutma devreleri ve artık sülfürlü proses soğutucuları.
Acı veya kirli su kullanan rafineriler ve kimya tesislerindeki ısı eşanjörleri.
Deniz klima kondenserleri ve merkezi soğutma sistemleri.
Akan deniz suyunda, alaşım tipik olarak yılda 0,003 mm'nin altında bir oranda korozyona uğrar ve tasarım hız sınırları, katıların mevcut olduğu bir azalma ile temiz deniz suyu için genellikle yaklaşık 4,5 m/s olarak alınan 90/10'dan daha yüksektir.
Çalışma ve Notları Birleştirme
CuNi 70/30 kolayca soğuk şekillendirilir, derin çekilir ve bükülür ve gerektiğinde ince yüzeylere ulaşan cilalı yüzeylerle iyi bir yüzey kalitesi elde edecek şekilde işlenir. Isı iletkenliği 90/10'dan daha düşüktür, bu nedenle kaynak ısısı bağlantıya yakın kalır; gaz tungsten arkı ve uygun bakır nikel dolgulu gaz metal ark kaynağı tercih edilen işlemlerdir ve oksiasetilen kaynağı önerilmez. Ortamın agresif olduğu durumlarda ağır soğuk çalışma sonrasında stresin azaltılması tavsiye edilir.
Temizlik performansı kontrol eder. İmalat sırasında delikte kalan gres, karbon çeliği parçacıkları ve demir oksit birikintileri, koruyucu filmi parçalar ve çukurlaşmayı başlatır; bu nedenle, ünite hizmete girmeden önce su tarafı yıkanmalı ve enerji santrali kondansatörleri için karbon filmi kontrol edilmelidir. Demir sülfat dozajı, tüp tedarikçisi yerine tesis operatörü tarafından verilen ayrı bir sistem kararıdır.
SSS
S: 90/10 yerine ne zaman 70/30 seçilmeli?
Su yaklaşık 3 m/s'den hızlı olduğunda, kum taşıdığında veya sülfür veya amonyak içerdiğinde ve eşanjörün yeniden borulanması zor veya pahalı olduğunda 70/30'u seçin. Orta hızdaki temiz deniz suyu için 90/10 daha ekonomik derecedir.
S: C71500'ün eşdeğer kalite adları nelerdir?
Alaşım, Avrupa standartlarında CuNi30Mn1Fe, Çin tanımlama uygulamasına göre BFe30-1-1 olarak adlandırılmıştır ve ASTM B111/B111M'de C71500 olarak görünmektedir. Hepsi yaklaşık %30 nikel içeren aynı bakır nikel ailesini tanımlar.
S: Deniz suyu hizmetinde hangi hıza izin verilir?
Temiz deniz suyu tasarımları genellikle 70/30 için yaklaşık 4,5 m/s'ye izin verir; bu, 90/10 için kullanılan sınırdan daha yüksektir. Suyun askıda katı maddeler taşıdığı durumlarda hız ve giriş geometrisinin birlikte gözden geçirilmesi gerekir.
S: 70/30 boru U-bükme demetleri için uygun mudur?
Evet. Yumuşak tavlanmış boruyu, bükülmenin çatlamadan gelişmesini sağlayacak şekilde nominal tane boyutuna göre sipariş edin ve bükülme yarıçapının dış çapın en az iki katı olduğunu kontrol edin.
S: Alaşım yüksek sıcaklıkta nasıl performans gösterir?
Tavlanmış alaşım, ısı eşanjöründe ve proses servisinde yaklaşık 371 C'ye kadar kullanılır ve kriyojenik sıcaklıkta tokluğunu korur, bu nedenle sıcak kondansatörlerin yanı sıra soğuk deniz suyu ve sıvılaştırılmış gaz görevlerine de uygundur.
S: Bakır nikel borunun erken arızalanmasına ne sebep olur?
Genel nedenler, yetersiz temizlikten kaynaklanan birikintiler ve çatlaklar, alaşımdaki yanlış demir içeriği, girişte aşırı su hızı ve sülfit veya amonyak kirliliğidir. Dördü de spesifikasyon, imalat ve su arıtma ile kontrol edilebilir.
