Zliatiny medi a niklu (C70600 a C71500)založili dlhú a úspešnú históriu v oblasti výmenníkov tepla chladených morskou vodou, kondenzátorov a potrubných systémov. Pre elektrárne, lode, zariadenia na chemické spracovanie a odsoľovacie zariadenia je trubica výmenníka tepla kritickým komponentom, ktorý určuje celkovú spoľahlivosť a účinnosť systému.
Táto príručka zahŕňa všetko od kvality vody a návrhu sacieho systému až po odolnosť proti korózii, výber materiálu a postupy údržbymedený nikel 90/10 (UNS C70600)a70/30 (UNS C71500)zliatin.
Úloha výmenníkov tepla v námorných systémoch
Pre veľkú väčšinu aplikácií zariadení na prenos tepla sa teplo prenáša medzi dvoma prúdmi tekutín cez vodivú stenu, zatiaľ čo prúdy zostávajú fyzicky oddelené. Táto tepelne vodivá stena jerúrkové výmenníky tepla-a{1}}trubkového typu, ktoré tvoria veľké percento takýchto jednotiek v:
| priemysel | Aplikácia |
|---|---|
| Generovanie energie | Hlavné kondenzátory, systémy chladiacej vody |
| Stavba lodí | Hlavné a pomocné kondenzátory, chladiče oleja |
| Chemické spracovanie | Procesné výmenníky tepla, chladiče |
| Odsoľovanie | Sekcie rekuperácie tepla, ohrievače soľanky |
Relatívne tenkostenná-rúrka, vybraná predovšetkým pre účinnosť prenosu tepla, musí dlhodobo fungovať v náročných prevádzkových podmienkach.Zliatiny medi a niklu preukázali svoju spoľahlivosťv týchto náročných prostrediach.
Úvahy o kvalite vody pre medené niklové rúrky
Štandardné analýzy morskej vody zahŕňajú teplotu, slanosť, rozpustený kyslík a pH. Nasledujúce faktory však majú avýznamný vplyv na výkon zliatiny media musí byť identifikovaný:
| Faktor | Vplyv na C70600 / C71500 |
|---|---|
| Rozpustený kyslík | Užitočné pre tvorbu filmu |
| Sírovodík (H₂S) | Zrýchlená korózia, vytvára čierny sulfidový film |
| Amoniak (NH3) | Môže byť škodlivý, najmä pre C68700 |
| Nečistoty (tyčinky, mušle, štrk, piesok) | Spôsobuje upchatie trubice a eróziu po prúde |
| Morské larvy | Nástavec na biologické znečistenie pri nízkom prietoku |
Dizajn sacieho systému: Prvá línia obrany
Návrh, prevádzka a údržba systému nasávania morskej vody majú avýrazný vplyv na výkon rúrok výmenníka tepla. Poruchy rúr z usadenín trosiek súzlyhania obrazovkya mali by byť ako také uznané.
Odporúčaná konfigurácia vstupnej obrazovky
| Typ obrazovky | Účel | Typické otváranie |
|---|---|---|
| Barové rošty | Uchovávajte veľké nečistoty (škatule, polená, ryby) | Veľký |
| Cestovné obrazovky | Vylúčte ryby, krabie pazúry, mušle, tašky | 1/2 palca alebo menej |
| Stacionárne obrazovky (košíkové/automatické) | Záverečné premietanie pred vodným boxom | 3/8 palca |
Kritická požiadavka:Veľkosť rúrky výmenníka tepla by mala byť nastavená na aminimálne dvojnásobok otvorenia obrazovky.
Príklad z odsoľovacieho závodu
V jednom zariadení rozbitá clona (otvor 3/8 palca) umožnila kameňom, klincom a oceľovým kúskom vstúpiť do zväzku rúrok. Nečistoty uviazli v rúrkach, čo viedlo kprenikanie rúrok po prúde od usadenín. Operátori to zaznamenali ako poruchy trubice, ale boli to naozaj takzlyhania obrazovky.
Odolnosť proti korózii zliatin medi a niklu
Tvorba filmu korózneho produktu
Odolnosť proti koróziiC70600aMateriál C71500v morskej vode závisí úplne od ochranného filmu korózneho produktu, ktorý sa vytvorí na povrchu po jeho navlhčení.
| Čas po spustení | Hladina medi v odpadovej vode |
|---|---|
| 10 minút | Znížené 10x |
| 1 hodina | Zmenšené 100x |
| 3 mesiace | Rovnako ako príjem (zrelý film) |
Kľúčové zistenie:Ochranná povaha filmu sa neustále zvyšuje14 rokov expozície. Toto je zodpovedné zaŽivotnosť 20+ rokovzliatiny C71500 v lodných kondenzátoroch a pobrežných zariadeniach.
Rýchlosť tvorby filmu korózneho produktu na zliatine C70600 v morskej vode
Miera korózie zliatiny C70600 pri-dlhodobom vystavení morskej vode
Chemické zloženie zliatin medi a niklu
| Prvok | C70600 (90/10) | C71500 (70/30) | C71640 | C72200 |
|---|---|---|---|---|
| nikel (Ni) | 9.0 - 11.0 | 29.0 - 33.0 | 29.0 - 32.0 | 15.0 - 18.0 |
| chróm (Cr) | - | - | - | 0.3 - 0.7 |
| Železo (Fe) | 1.0 - 1.8 | 0.4 - 1.0 | 1.7 - 2.3 | 0.5 - 1.0 |
| mangán (Mn) | 1,0 max | 1,0 max | 1.5 - 2.5 | 1,0 max |
| meď (Cu) | Zostatok | Zostatok | Zostatok | Zostatok |
Vplyv rýchlosti na koróziu
Rýchlosť korózie zliatin medi je ovplyvnená rýchlosťou morskej vody nad určitým limitom. Čím viac ochranná fólia, tým vyššiaodtrhová rýchlosť.
| Zliatina | Maximálna konštrukčná rýchlosť (m/s) |
|---|---|
| C12200 (meď) | 0.6 |
| C44300 (admirality mosadz) | 1.2 |
| C68700 (hliníková mosadz) | 2.4 |
| C70600 (90/10 Cu-Ni) | 3.6 |
| C71500 (70/30 Cu-Ni) | 4.6 |
| C72200 | > 9.0 |
| Minimum, aby sa zabránilo usadzovaniu sedimentov | 1.0 |
| Normálna konštrukčná rýchlosť | 2.0 |
Dôležité:Nízke prietoky (pod 1 m/s) súrovnako škodlivé ako vysoké prietoky. Koróziu pod-nánosom a poruchy rúrok možno očakávať v priebehu 6 až 12 mesiacov pri rýchlostiach pod 1 m/s.
Efekty piesku a bahna
| Podmienka | Vplyv na C70600 / C71500 |
|---|---|
| Piesok < 200 ppm | Zriedkavo poškodzuje ochranný film |
| Piesok 200-1000 ppm | Čoraz abrazívnejší |
| Piesok > 1000 ppm | Vyžaduje C71640 alebo C72200 |
| Nánosy bahna/bahna | Vedie ku korózii pod-depozitom a MIC |
Poradie odolnosti voči oderu piesku (najviac po najmenej):C71640 > C72200 > C71500 > C70600 > C68700
Galvanické efekty
Zliatiny medi a niklu sú navzájom galvanicky kompatibilnév morskej vode. Pri spájaní s inými materiálmi je však potrebná opatrnosť.
| Pár | Rýchlosť korózie C70600 (µm/rok) | Rýchlosť korózie inej zliatiny (µm/rok) |
|---|---|---|
| Odpojený C70600 | 31 | - |
| C70600 + uhlíková oceľ | 3 | 787 |
| C70600 + titán | 208 | 2 |
| C71500 + uhlíková oceľ | 3 | 711 |
| C71500 + titán | 107 | 2 |
Účinky znečistenia (sírovodík / H₂S)
Znečistené chladiace vody obsahujúcesírovodík (H2S)spôsobili predčasné poruchy potrubia kondenzátora. Primárne zdroje sulfidu sú:
Baktérie redukujúce síranypôsobenie na prírodný síran v morskej vode za anaeróbnych podmienok (v bahne, bahne alebo sedimentoch)
Hnitie organických zlúčenín síryz rozkladajúcej sa rastlinnej a živočíšnej hmoty počas dlhších období odstávky
| Podmienka | Miera korózie |
|---|---|
| Úplná absencia kyslíka | Nízka (aj pri vysokej H₂S) |
| Prevzdušnená čistá morská voda | Mierne |
| Prevzdušnené + H₂S (prechodné) | Veľmi vysoká |
Účinky chlóru
| Koncentrácia chlóru | Vplyv na zliatiny Cu-Ni |
|---|---|
| 0.2 - 0.5 str./min (kontinuálne) | Kontroluje biologické znečistenie, nemá nepriaznivý vplyv na koróziu |
| 1,5 ppm (prerušované) | Mierne zníženie rýchlosti korózie |
| Zvyškový chlór > 0,2 ppm (výtok) | Obmedzené predpismi EPA |
Odolnosť proti morskému biologickému znečisteniu
Zliatiny medi a niklu sú už dlho známe pre svoju vlastnú odolnosť voči znečisteniu mora.Štúdie ukazujú:
Znečistenie jenedodržiavanéna zliatiny obsahujúce 80 % medi alebo viac
Iba začínajúce znečisteniezaznamenané na C71500
Počiatočná a nepretržitá rýchlosť vodynad 1 m/sdokáže udržať väčšinu zliatin bez biologického znečistenia
| Zliatina | Odolnosť proti biologickému znečisteniu | Frekvencia mechanického čistenia |
|---|---|---|
| C70600 (90/10) | Vynikajúce (trochu lepšie) | Každé 3-4 mesiace |
| C71500 (70/30) | Dobre | Každé 2-3 mesiace |
| titán | Poor (requires >1,2 m/s rýchlosť alebo chlórovanie) | 12-krát za 120 dní |
Pokyny pre výber materiálov
Výber hadičiek
| Podmienka | Odporúčaná zliatina |
|---|---|
| Čistá morská voda, normálne rýchlosti (menšie alebo rovné 3,6 m/s) | C70600 (90/10) |
| Vyššie rýchlosti, turbulencia, unášané pevné látky | C71500 (70/30), C71640 alebo C72200 |
| Veľké cisternové lode s naberačkami | C71640 |
| Znečistená morská voda (H₂S, amoniak) | C71500 (preferované) |
Výber rúrok
| Zliatina rúrok | Odporúčaná zliatina rúrok |
|---|---|
| C70600 | C70600 |
| C71500 / C71640 | C71500 |
Výber vodného boxu
| Materiál | Odporúčanie |
|---|---|
| Uhlíková oceľ (potiahnutá) | Vyžadujekatódovej ochrany(galvanické anódy alebo priložený prúd) |
| Ni{0}}odolná liatina | Lepšia odolnosť proti korózii ako oceľ, ale poskytuje galvanickú ochranu rúrok |
| Pevné C70600 / C71500 | Široko používaný v lodiach a odsoľovacích zariadeniach |
FAQ
1. Aký je rozdiel medzi UNS C70600 a UNS C71500 pre kondenzačné trubice?
UNS C70600 (90/10 medený nikel)obsahuje 90 % medi a 10 % niklu a ponúka vynikajúcu odolnosť voči biologickému znečisteniu.UNS C71500 (70/30 medený nikel)obsahuje 70 % medi a 30 % niklu, čím poskytuje vyššiu pevnosť a lepšiu odolnosť proti nárazovej korózii pri vyšších rýchlostiach morskej vody.
2. Aká je maximálna konštrukčná rýchlosť pre rúrky výmenníka tepla ASTM B111 C70600?
PreASTM B111 C70600rúr v prevádzke s morskou vodou je maximálna konštrukčná rýchlosť3,6 metra za sekundu(približne 12 stôp za sekundu). Prekročenie môže spôsobiť nárazový útok.
3. Vyžaduje materiál C71500 na výrobu kondenzátora tepelné spracovanie po-zvarení?
NieMateriál C71500pri zváraní konvenčnými metódami, ako je GTAW/TIG s prídavným kovom ERCuNi, nevyžaduje tepelné spracovanie po{0}}zváraní.
4. Aká je typická rýchlosť korózie medi niklu 70/30 v čistej morskej vode?
Typická rýchlosť korózie premedený nikel 70/30v čistej tečúcej morskej vode je0.0025 - 0.025 mm za rok, vďaka čomu je vhodný pre väčšinu námorných aplikácií vyžadujúcich životnosť 20+ rokov.
5. Ako hustota C71500 ovplyvňuje výpočty hmotnosti výmenníka tepla?
Thehustota c71500je 8,94 g/cm³. Je to nevyhnutné pre výpočet celkovej hmotnosti výmenníka tepla pre prepravu, návrh konštrukčnej podpory a plánovanie logistiky.
6. Môžu sa skúmavky sb111 c71500 použiť v znečistenej morskej vode obsahujúcej sírovodík?
sb111 c71500 (70/30)je uprednostňovaný nad 90/10 pre znečistenú morskú vodu obsahujúcu H2S, hoci nie je úplne imúnny. Ak je ochranný film vyzretý, krátkodobé-vystavenie sa dá tolerovať.
7. Aká je minimálna rýchlosť vody, aby sa zabránilo usadzovaniu sedimentov v medenoniklových rúrach?
Minimálna rýchlosť vody, aby sa zabránilo usadzovaniu sedimentov a korózii pod-depozitommedené potrubie c70600je1,0 metra za sekundu. Nižšie je možné očakávať poruchy v priebehu 6-12 mesiacov.
8. Prečo by zliatina rúrok nemala byť ušľachtilejšia ako zliatina rúrok pre kondenzátory asme sb466 c715?
Preasme sb466 c715kondenzátory, rúrkovnica, ktorá je ušľachtilejšia ako rúrka, vytvára galvanický pár, kde sa menej ušľachtilá rúrka stáva anódou, čo urýchľuje koróziu na konci rúrky, kde sa stretáva s rúrkovnicou.
9. Aký je rozsah teplôt žíhania pre zliatinu medi a niklu UNS C71500 spracovanú za studena-?
PreZliatina medi a niklu UNS C71500, rozsah teplôt žíhania na obnovenie ťažnosti po spracovaní za studena je700 - 825 stupeň.
10. Aká je obrobiteľnosť medeného niklu 70/30 v porovnaní s voľným-rezaním mosadze na výrobu prírub?
TheObrobiteľnosť medi niklu 70/30hodnotenie je 20 % voľného{1}}rezania mosadze, čo znamená, že vyžaduje nižšiu rýchlosť a výkonnejšie nástroje. C71500 je o niečo ťažšie opracovateľný ako C70600 kvôli vyššiemu obsahu niklu.
11. Aký typ zvárania sa odporúča pre rúrky výmenníka tepla C70600 s rúrkovnicami?
Zváranie plynovým volfrámovým oblúkom (GTAW/TIG)s prídavným kovom ERCuNi (AWS A5.7) je odporúčaná metóda zváraniaRúry C70600na rúrky zo zliatiny medi.
12. Sú k dispozícii inšpekčné správy tretích strán- pre kondenzačné trubice C71500?
áno. Inšpekčné správy tretích-stran (SGS, BV, ABS, DNV) preKondenzátorové trubice C71500sú k dispozícii na požiadanie zákazníka vrátane certifikátov o skúške frézy EN 10204 3.1.
Továrenské vybavenie
| Vybavenie | Účel výroby medi a niklu |
|---|---|
| Indukčná taviaca pec | Presné ovládaniec71500 chemické zloženie |
| Stroj na kontinuálne odlievanie | Výroba predvalkov |
| Extrusion Press | Tvorba dutej škrupiny |
| Studený pútnický mlyn | Zníženie priemeru trubice |
| Lavička na kreslenie | Konečná veľkosť a povrchová úprava |
| Žíhacia pec | Úľava od stresu (700-825 stupňov pre C70600/C71500) |
| Rovnací stroj | Rozmerová presnosť |
| CNC obrábacie centrum | Výroba prírub a tvaroviek |
| Zariadenie NDT | Testovanie vírivými prúdmi a ultrazvukom |
Certifikáty
