Identitat i denominació de l'aliatge
CuNi 90-10 és la designació ISO CuNi10Fe1Mn i el mateix material porta diversos noms específics del sistema-: UNS C70600, símbol EN CW352H, número de material DIN 2.0872, JIS C7060, designació BSI CN102 i el disseny xinès. BFe10-1-1. És un aliatge de coure-níquel forjat amb una estructura cúbica centrada en la cara, sense transformació al·lotròpica i, per tant, sense resposta d'enduriment; La força es controla mitjançant el treball en fred i el recuit.
La composició és deliberadament estreta. Al voltant d'un 10% de níquel proporciona l'estabilitat electroquímica en solucions de clorur, un 1% a un 2% de ferro construeix la pel·lícula superficial protectora i el manganès actua com a desoxidant i estabilitza l'estructura de fase. Aquesta és la combinació que dóna a CuNi 90-10 la seva reputació de llarga vida en circuits de refrigeració d'aigua de mar.
Composició química
| Element | Requisit (%) | Rol |
|---|---|---|
| Cu | La resta | Metall base, transferència de calor |
| Ni | 9.0-11.0 | Resistència a la corrosió, reforç de la solució |
| Fe | 1.0-1.8 | Pel·lícula protectora, resistència a l'erosió |
| Mn | 1,0 màx | Desoxidació, estabilitat de la microestructura |
| Zn | 1,0 màx | Control residual |
| Pb | 0,05 màx | Límit d'impureses |
Les comandes a ASTM B111 també permeten les especificacions coincidents ASTM B466 per a canonades i tubs sense soldadura, ASTM B395 per a tubs en U-i ASTM B552 per a tubs d'aigua. Els equivalents ASME són SB111, SB466, SB395 i SB552.
Tremp, propietats mecàniques i toleràncies
| Tremp | Condició | Resistència a la tracció | Elongació | Ús típic |
|---|---|---|---|---|
| O61 | Recuit | aprox. 300-380 MPa | 30% min | Corró expandit o tub doblegat en U- |
| H55 | Llum dibuixada | aprox. 380-420 MPa | 10% min | Carreres rectes, rigidesa afegida |
| H80 | Dibuixat dur | per sobre de 480 MPa | inferior, per acord | Ús estructural no-formant |
El control dimensional és tan important com els valors mecànics. El tub del condensador s'ordena normalment amb un diàmetre exterior proper i toleràncies de paret de manera que la força d'expansió del rodet sigui previsible, i amb un límit d'excentricitat màxim perquè la paret mínima a la zona de la junta sigui adequada. La rectitud, l'ovalitat i la neteja del forat s'especifiquen a l'ordre de compra.
Les dades físiques utilitzades en el disseny tèrmic són una densitat de 8,94 g/cm³, una conductivitat tèrmica al voltant de 29 W/mK a 40 W/mK, un coeficient d'expansió tèrmica d'uns 17 × 10-6per grau en el rang de 20 graus a 300 graus, i un mòdul d'elasticitat d'uns 140 GPa.
Aplicacions
Condensadors, refrigeradors, escalfadors i sistemes centrals de refrigeració marins i offshore.
Condensadors de superfície de centrals elèctriques i intercanviadors de calor auxiliars.
Escalfadors de salmorra de plantes dessalinitzadores, paquets de tubs evaporadors i línies d'aigua de rebutjada.
Bescanviadors químics i petroquímics que manipulen aigua salobre, solucions neutres i alcalines.
Unitats de tractament d'aigua de llast, refrigeradors de casc i refrigeradors de tub de popa.
Làmines de tubs de condensador, revestiments de caixa d'aigua i material de virolla amb material coincident.
Per què es prefereix CuNi 90-10 al servei d'aigua de mar
Els assaigs comparatius d'aigua de mar i els registres de servei llargs mostren que el coure-níquel 90/10 supera el llautó d'alumini i el llautó de l'Almirantazgo a les mateixes condicions de velocitat i aireació, principalment perquè la seva pel·lícula protectora es reforma ràpidament després d'un dany i perquè l'aliatge no és sensible a les esquerdes per corrosió per tensió dels clorurs. També inhibeix la biofouling mitjançant l'alliberament lent d'ions de coure, que redueix la freqüència de neteja i manté estable el coeficient de transferència de calor.
Quan hi ha sorra o aireació elevada, es redueixen els límits de velocitat o es selecciona un grau 70/30. Quan la química de l'aigua conté sulfurs o amoníac, s'utilitzen mesures addicionals com ara la filtració, la cloració controlada i els períodes de neteja amb aigua de mar. Una bona pràctica és mantenir el tub humit després de la posada en marxa, ja que els cicles repetits d'assecat i rehumectació pertorben la pel·lícula protectora.
Guia de fabricació i manipulació
CuNi 90-10 es forma, es doblega i es solda fàcilment en fred. El tub recuit es pot expandir amb un rodet en una làmina de tub amb un parell de torsió controlat, i es formen corbes en U-a un radi que manté l'ovalitat dins del límit indicat a ASTM B395. La soldadura utilitza TIG o MIG amb farciment de coure-níquel a joc; l'entrada de calor es manté moderada, la junta es protegeix per evitar l'oxidació, i s'elimina primer qualsevol greix, tinta o lubricant de grafit perquè aquests elements fràgils el coure-níquel a la temperatura.
Durant l'emmagatzematge i la instal·lació, els tubs s'han de conservar a les caixes de fusta originals o a la fusta, lluny dels bastidors d'acer i dels clorurs en bassals. Els extrems dels tubs oberts es tapen i les làmines de tubs es foren amb lubricant no-grafitic. Després del muntatge, un rentat lleuger d'aigua elimina els residus abans que el sistema es posin en servei d'aigua de mar.
Preguntes freqüents
P: Què significa la designació CuNi10Fe1Mn?
És el nom ISO d'un aliatge de coure que conté aproximadament un 10% de níquel amb addicions d'un 1% de ferro i un 1% de manganès, que és el mateix material que UNS C70600 i que el grau xinès BFe10-1-1.
P: Quin temperat s'ha de demanar per a un intercanviador-i-de tubs?
Sol·liciteu un tub recuit O61 quan el tub s'expandeixi amb rodets a la làmina de tub o es formarà en corbes en U-, i un tub dibuixat lleuger H55 només per a unitats rectes on no hi hagi cap formació.
P: Quant de temps dura el tub CuNi 90-10 a l'aigua de mar?
La vida útil depèn de la velocitat, la química de l'aigua i el manteniment, però les unitats ben-dissenyades en aigua de mar neta solen funcionar durant dues dècades o més amb el paquet de tubs original i només amb la neteja habitual.
P: El CuNi 90-10 és resistent a les esquerdes per corrosió per estrès?
Sí. L'aliatge té una estructura monofàsica-i no mostra l'esquerda per corrosió per tensió de clorur que afecta els acers inoxidables austenítics, motiu pel qual segueix sent l'opció tradicional per als condensadors.
P: Com es solda CuNi 90-10 a acer o a una làmina de tubs?
Les juntes diferents es fan amb un farcit de níquel-a base de coure- mitjançant un procediment qualificat i, quan hi ha acer, el costat de coure-níquel sol ser el detall soldat, mentre que els components d'acer es mantenen aïllats o recoberts elèctricament per limitar els efectes galvànics.
P: Quina documentació acompanya un enviament d'exportació?
Un certificat de molí amb el número de calor, l'anàlisi química, els resultats de les proves mecàniques, els registres de les proves de corrent de Foucault i de pressió, a més de registres dimensionals i la llista d'embalatge que coincideix amb les etiquetes del paquet.
