Čo pokrýva ASTM B111
ASTM B111 je štandardná špecifikácia pre bezšvíkové rúry a objímky z medi a zliatin medi určené pre povrchové kondenzátory, výparníky a výmenníky tepla. Definuje povolené zliatiny, limity chemického zloženia, požiadavky na mechanické vlastnosti podľa temperovania, rozmerové tolerancie, prípustné chyby a skúšobné metódy, ktoré sa musia použiť pred odoslaním. Norma sa vzťahuje na rúrky s vonkajším priemerom do 3 1/8 palcov (79,4 mm), ktorý pokrýva veľkú väčšinu zväzkov plášťov a rúrok výmenníkov tepla a kondenzátorov.
ASME SB111 je ASME kódové vydanie kotla a tlakovej nádoby rovnakej špecifikácie. Chemické zloženie a mechanické požiadavky SB111 a B111 sú technicky identické a objednávky tlakových zariadení sa často zadávajú na SB111, takže materiálová dokumentácia je v súlade s požiadavkami na lisovanie kódu nádoby. Medené-niklové rúrky pre ekvivalentné úlohy sa tiež vyrábajú podľa GB/T 8890, JIS H3300 a BS EN 12451 a kupujúci pracujúci s týmito systémami by mal namiesto samotného názvu triedy porovnať doložky o tvrdosti, tolerancii a testoch.
Rodiny triedy pre servis výmenníkov tepla
B111 zahŕňa čistú meď, mosadz, hliníkové bronzy a zliatiny medi-niklu a výber medzi nimi závisí od chémie chladiacej vody a očakávanej rýchlosti trubice. Druhy medi ako C10200 bez kyslíka, C12000 s nízkym zvyškovým fosforom a C12200 s vysokým zvyškovým fosforom sa používajú v čistej sladkej vode a v aplikáciách, kde kontaminácia procesu meďou nie je problémom. Mosadz a kupronickel dominujú v kondenzátore a výmenníku tepla a tri najčastejšie objednávané druhy sú admirálska mosadz, hliníková mosadz a 70-30 kupronickel.
| UNS číslo | Bežné meno | Nominálne zloženie | Typická služba |
|---|---|---|---|
| C44300 | Mosadz admirality | Asi 71 % Cu, 1 % Sn, kontrolovaný prídavok arzénu, rovnováha zinku | Kondenzátory sladkej vody a čistej brakickej vody, povrchové kondenzátory pary |
| C44400 / C44500 | Inhibovaná mosadz admirality | Admirálska mosadz s inhibíciou antimónu alebo fosforu namiesto arzénu | Rovnaké clá, kde je arzén obmedzený alebo kde sa uprednostňuje iný inhibítor |
| C68700 | Hliníková mosadz | Asi 77 % Cu, asi 2 % Al, kontrolovaný prídavok arzénu, rovnováha zinku | Brakická, znečistená a vysokorýchlostná chladiaca voda, námorné kondenzátory |
| C70600 | 90-10 cupronickel | Asi 90 % Cu, 9 až 11 % Ni, 1 až 1,8 % Fe, do 1 % Mn | Chladenie morskou vodou, odsoľovanie, výmenníky tepla na mori a na lodiach |
| C71500 | 70-30 meďnatých niklov | Asi 70 % Cu, 29 až 33 % Ni, 0,4 až 1 % Fe, do 1 % Mn | Vysoká rýchlosť alebo silne znečistená morská voda, kondenzátory elektrárne |
| C23000 | Červená mosadz | Asi 85 % Cu, rovnováha zinku, nízky obsah olova a železa | Všeobecný výmenník tepla a rúrka kondenzátora v čistej vode |
Legujúce prísady nie sú ozdobou. Cín a arzén v admirálskej mosadzi, hliník a arzén v hliníkovej mosadzi a železo a mangán v medených-nikloch vytvárajú alebo stabilizujú ochranný povrchový film, ktorý umožňuje trubici prežiť nepretržitý kontakt s tečúcou vodou, čo je dôvod, prečo sú limity zloženia v norme úzke a prečo je{2}}prekročenie{2}}mechanických vlastností{3}} platným dôvodom na prekročenie limitu.
Mechanické vlastnosti a teploty
B111 vyžaduje, aby každá rúrka spĺňala ťahové vlastnosti špecifikované pre jej zliatinu a temperovanie. Žíhaná rúra, čo je normálna podmienka dodávky pre zväzky výmenníkov tepla, ktoré sa musia zvinúť do rúrok, má najnižšiu pevnosť a najväčšie predĺženie a je navrhnutá tak, aby expandovala do otvoru rúry bez praskania. Mierne ťahané a tvrdo ťahané tempery zvyšujú požiadavky na ťah a prieťažnosť a znižujú predĺženie a používajú sa tam, kde je kontrolnou požiadavkou tuhosť alebo odolnosť voči vibráciám.
Naprieč typmi mosadze a kupronického niklu sa špecifikovaná minimálna pevnosť v ťahu pohybuje v rozmedzí približne 275 až 415 MPa (približne 40 až 60 ksi) od žíhaného do ťažko ťahaného stavu, pričom medené nikly sú na hornom konci žíhaného rozsahu a mosadze môžu dosahovať vyššie hodnoty, keď sú dodávané za studena. Každá špecifikácia by preto mala výslovne uvádzať temperovanie, pretože rovnaký druh dodávaný v inom temperovaní nevyhovuje dizajnu, ktorý bol skontrolovaný buď proti žíhanému alebo tvrdému súboru vlastností.
Rozmery, tolerancie a stav dodávky
Rúrka je usporiadaná podľa vonkajšieho priemeru, hrúbky steny a dĺžky a norma stanovuje tolerancie pre každú z nich spolu s obmedzeniami excentricity steny, ovality a priamosti. Hrúbka steny musí byť dostatočná pre návrhový tlak po uplatnení tolerancie frézy, takže pri výpočte tlaku by sa mala použiť skôr minimálna stena než nominálna stena. Dĺžky sú štandardne dodávané ako rovné dĺžky 3 m, 5,8 m, 6 m, 11,8 m alebo 12 m, alebo narezané na presnú dĺžku zväzku požadovanú kupujúcim.
Rúrka sa dodáva čistá a suchá zvnútra aj zvonka, s odhrotovanými koncami a chránenými pri preprave. Tam, kde sa rúrka roztiahne do rúrkovnice, sú povrchová úprava, tvrdosť a oválnosť koncov rúrky rovnako dôležité ako rozmery tela, pretože tieto určujú kvalitu valcovaného spoja. Objímky používané pre vstupné konce rúrok kondenzátora, kde vstupuje voda, sa dodávajú ako zásoba objímok podľa rovnakej špecifikácie.
Požiadavky na testovanie a kontrolu
B111 vyžaduje komplexnú postupnosť skúšok a v špecifikácii kupujúceho by sa malo uviesť, ktoré z týchto skúšok majú byť svedkami alebo ohlásené:
Test vírivých prúdov na každej trubici na zistenie trhlín, švov, inklúzií a diskontinuít stien.
Hydrostatická alebo pneumatická tlaková skúška na preukázanie tesnosti rúry pri špecifikovanom tlaku.
Skúška ťahom na overenie, či pevnosť v ťahu a predĺženie spĺňajú požiadavky na zliatinu a temperovanie.
Skúšky sploštenia a rozťažnosti na preukázanie ťažnosti a vhodnosti na valcovanie do rúrkovnice.
Testy dusičnanu ortutnatého a pary amoniaku, aby sa potvrdilo, že mosadze nie sú vystavené vnútornému pnutiu a náchylnosti na koróziu.
Chemická analýza a mikroskopické vyšetrenie na potvrdenie zloženia a štruktúry, vrátane neprítomnosti škodlivých inklúzií a správnej veľkosti zŕn, ak je to špecifikované.
Pri prevádzke s morskou vodou je obzvlášť dôležitá kombinácia testu vírivými prúdmi a testu zvyškového napätia: je to zvyškové napätie, nie zloženie, ktoré spôsobí prasknutie trubice kondenzátora za niekoľko mesiacov v prostredí obsahujúcom amoniak alebo amínové zlúčeniny.
Výber stupňa pre servisné prostredie
Praktická logika výberu sa riadi vodou. Čistá sladká voda s nízkym obsahom chloridov so skromnou rýchlosťou je tradičným domovom mosadze admirality a červenej mosadze. Brakická, mierne znečistená voda alebo voda s vyššou rýchlosťou, kde je rizikom skôr napadnutie než všeobecná korózia, si vyžaduje hliníkovú mosadz, ktorej povrchový film bohatý na hliník- odolá rýchlejšiemu toku. Morská voda, najmä morská voda s vysokým obsahom chloridov, nerozpustených látok alebo vysokou rýchlosťou, vyžaduje 90-10 meďnatý nikl a pre najnáročnejšie účely sa používa 70-30 meďnatý nikl, pretože jej vyšší obsah niklu poskytuje najväčšiu odolnosť proti nárazovej a eróznej korózii.
Druhým výberovým faktorom je teplota a jej interakcia s chemickým zložením vody. Mosadz sa stáva náchylnejšou na praskanie v dôsledku korózie pod napätím, keď teplota stúpa, a akékoľvek prostredie, ktoré môže uvoľňovať čpavok alebo amíny -, určité chemikálie na úpravu vody, niektoré mazacie oleje a organické procesné kvapaliny -, by malo smerovať k meďným-niklom. Dôležitá je aj výška rúrky vo zväzku, pretože horné rady niektorých kondenzátorov môžu byť vystavené parnému priestoru a amoniaku prenášanému v pare.
FAQ
Otázka: Aký je rozdiel medzi admirálnou mosadzou C44300 a hliníkovou mosadzou C68700?
Mosadz Admiralty obsahuje asi 1 % cínu s kontrolovaným prídavkom arzénu a je určená pre čistú sladkú a brakickú vodu. Hliníková mosadz obsahuje asi 2 % hliníka a kontrolovaný prídavok arzénu, ktorý vytvára odolnejší povrchový film a robí ho vhodný pre znečistenú chladiacu vodu s vyššou rýchlosťou, kde je hlavným rizikom korózie napadnutie.
Otázka: Kedy je zvolený cupronickel C71500 namiesto C44300?
C71500 s približne 29 až 33 % niklu sa vyberá pre služby s morskou vodou, vysokou rýchlosťou chladiacej vody, znečistené prístavy a kondenzátory elektrární, kde sa vyžaduje najvyššia odolnosť proti eróznej korózii. Mosadz Admirality je ekonomickejšou voľbou v čistej sladkej vode s nízkym obsahom chloridov pri strednej rýchlosti.
Otázka: Aká teplota by mala byť špecifikovaná pre rúrku výmenníka tepla?
Žíhaná rúrka je normálnou voľbou, pretože ju možno zvinúť alebo roztiahnuť do rúrkovnice bez praskania a jej predĺženie je najvyššie. Mierne ťahaný alebo tvrdý ťah je špecifikovaný len tam, kde je potrebná dodatočná tuhosť alebo odolnosť voči vibráciám a požiadavky na mechanické vlastnosti sa potom zodpovedajúcim spôsobom menia.
Otázka: Prečo je na trubici kondenzátora povinný test vírivým prúdom?
Testovanie vírivými prúdmi je celodĺžkové, nedeštruktívne skúmanie,{0}}ktoré zisťuje praskliny, švy, preliačiny, inklúzie a zoslabenie stien, ktoré vizuálna kontrola nedokáže odhaliť. Keďže jedna netesná trubica môže vypnúť kondenzátor, test sa aplikuje na každú trubicu a nie na vzorku.
Otázka: Čo znamená ASME SB111 na certifikáte materiálu?
Znamená to, že trubica bola objednaná a certifikovaná podľa vydania kódu ASME ASTM B111. Chemické a mechanické požiadavky sú technicky totožné, ale dokumentácia je v súlade s kódom tlakových nádob ASME, čo je dôležité pre nádoby, ktoré vyžadujú označenie kódu a pre kontrolu tlakových zariadení treťou{1} stranou.
Otázka: Aké informácie by mali byť uvedené pri dopyte na trubicu B111?
Číslo zliatiny alebo UNS, norma vrátane vydania kódu tam, kde je to relevantné, teplota, vonkajší priemer, minimálna hrúbka steny, presná alebo nominálna dĺžka a tolerancia, požadované testy, spôsob balenia a požadovaná dokumentácia vrátane osvedčenia o skúške frézy a akejkoľvek kontroly treťou{0}}stranou.
