أنبوب نحاس ASTM B111 / ASME SB111 C12200 للمكثف والمبادل الحراري

ASTM B111 / ASME SB111 C12200 أنبوب نحاسي لتطبيقات المكثفات والمبادلات الحرارية

ASTM B111هو معيار تم تطويره بواسطة الجمعية الأمريكية للاختبارات والمواد، والذي يحدد على وجه التحديد المتطلبات الفنية للتركيب الكيميائي والخصائص الميكانيكية والتفاوتات الأبعاد والاختبارات غير المدمرة والاختبارات الهيدروستاتيكية والجوانب الأخرى للأنابيب النحاسية وسبائك النحاس غير الملحومة المستخدمة في تصنيع المكثفات والمبخرات والمبادلات الحرارية.C12200هي درجة سبائك نحاسية محددة بموجب هذا المعيار، تنتمي إلى النحاس المنزوع الأكسجين بالفوسفور، وهو نحاس خالٍ من الأكسجين منخفض الفوسفور المتبقي.

لماذا يستخدم أنبوب النحاس ASTM B111 C12200 على نطاق واسع في صناعة تبادل الحرارة؟

• التوصيل الحراري الممتاز:يتمتع النحاس بتوصيل حراري ممتاز، يليه الفضة، في حين أن أنبوب النحاس C12200 يتمتع بمعامل توصيل حراري مرتفع جدًا (حوالي 391 واط/م · ك)، وهي الميزة الأساسية التي تجعله أنبوب تبادل حرارة مثل المكثف وأنبوب تبادل الحرارة، القادر على نقل الحرارة بكفاءة.
• مقاومة جيدة للتآكل:لا يتمتع أنبوب النحاس C12200 بمقاومة جيدة للتآكل فحسب ويمكنه الحفاظ على أداء ممتاز في المياه العذبة ومياه تكثيف البخار، ولكنه يتمتع أيضًا بمقاومة جيدة لتآكل إزالة الزنك وتشقق التآكل الإجهادي، وكلاهما يرجع إلى عنصر الفوسفور. تعد مقاومة تآكل إزالة الزنك ميزة مهمة للنحاس المنزوع الأكسجين الذي يحتوي على الفوسفور مثل C12200 مقارنة بالنحاس الخالي من الأكسجين مثل C10200/C10100. في البيئات التي تحتوي على الأكسجين المذاب وثاني أكسيد الكربون في المياه المالحة أو مياه البحر أو بعض المواد الكيميائية لمعالجة المياه، تكون أنابيب النحاس والنيكل العادية عرضة لإزالة الزنك بسبب الذوبان الانتقائي للزنك، مما يترك وراءه هياكل نحاسية مسامية وهشة. يمكن للفوسفور الموجود في C12200 أن يمنع بشكل فعال حدوث شكل التآكل هذا، مع تحسين مقاومة تشقق التآكل الإجهادي للأنابيب النحاسية في بيئات وسائط معينة مثل الأمونيا.
• أداء جيد في اللحام واللحام بالنحاس الأصفر:يعمل وجود الفوسفور على تحسين أداء اللحام واللحام بالنحاس الأصفر للأنابيب النحاسية، مما يسهل إجراء توصيلات لوحة الأنبوب أثناء تصنيع المبادلات الحرارية.

• خصائص ميكانيكية ومعالجة جيدة:تتمتع أنابيب النحاس C12200 بقوة وصلابة وليونة كافية، مما يجعلها سهلة الانحناء والتوسيع والتشكيل لتلبية متطلبات التركيب.

• ليونة وصلابة جيدة:يمكن لأنابيب النحاس C12200 الحفاظ على صلابة جيدة حتى في درجات الحرارة المنخفضة.

• التوصيلية:بسبب وجود شوائب الفوسفور، على الرغم من أن توصيلية أنبوب النحاس C12200 أقل قليلاً من توصيلية النحاس الخالي من الأكسجين مثل C10200/C10100، إلا أن توصيلته لا تزال مرتفعة جدًا، حوالي 85-90% IACS، وهو ما يكفي لتلبية احتياجات الغالبية العظمى من تطبيقات تبادل الحرارة.

التركيب الكيميائي لأنبوب النحاس ASTM B111 C12200التركيب

ما الفرق بين أنبوب النحاس ASTM B111 C12200 والأنابيب النحاسية الأخرى؟

• مقابل C11000 (النحاس الصلب الكهربائي):يحتوي C11000 على نسبة أكسجين أعلى (0.02% -0.04%)، مما قد يتسبب في تقصف الهيدروجين في الأجواء المختزلة مثل الهيدروجين، ومقاومته لتآكل إزالة الزنك ليست جيدة مثل C12200. يتجنب C12200، بسبب معالجة إزالة الأكسجين، مشاكل تقصف الهيدروجين ولديه مقاومة أفضل لإزالة الزنك، مما يجعله خيارًا أفضل لأنابيب المكثفات.
• مقابل C10200/C10100 (النحاس الخالي من الأكسجين):يتمتع النحاس الخالي من الأكسجين بأعلى توصيلية كهربائية وحرارية، تقترب من 100% IACS، ومقاومة جيدة لتقصف الهيدروجين، لكن مقاومته لتآكل إزالة الزنك ليست جيدة مثل C12200. عادةً ما يكون النحاس الخالي من الأكسجين C10200/C10100 أكثر تكلفة ويستخدم بشكل شائع في الحالات التي تتطلب فيها الموصلات توصيلية عالية أو في البيئات الحساسة للغاية لتقصف الهيدروجين.
• مقابل أنابيب سبائك النحاس والنيكل (مثل النحاس البحري C44300، والنحاس الألومنيوم C68700، وCuNi 70/30، وCuNi 90/10):تتمتع أنابيب النحاس هذه المصنوعة من السبائك بمقاومة أفضل للتآكل في مياه البحر أو البيئات القاسية، خاصة من حيث مقاومة تآكل التآكل ومقاومة تآكل مياه البحر، ولكنها تتمتع بتوصيلية حرارية أقل من C12200 وتكاليف إنتاج أعلى. يعتبر C12200 أكثر فعالية من حيث التكلفة في المياه العذبة أو المياه المالحة أو بيئات مياه البحر المعتدلة نسبيًا.

في أي الصناعات تستخدم أنابيب النحاس ASTM B111 C12200 بشكل أساسي؟

• مكثف محطة الطاقة: هذا هو أكبر وأكثر التطبيقات الكلاسيكية لأنابيب النحاس ASTM B111 C12200، وتستخدم بشكل أساسي لتكثيف وإعادة بخار العادم من التوربين.

• مكثفات ومبادلات حرارية للسفن: يمكن استخدام أنابيب النحاس ASTM B111 C12200 للتكثيف وأنظمة التبريد المختلفة في محطات توليد الطاقة بالسفن.

• المبادلات الحرارية في العمليات البتروكيماوية والكيميائية والصناعية: يمكن استخدام ASTM B111 C12200 لتبريد سوائل العمليات ووسائط التسخين وما إلى ذلك.

• المبخرات والمكثفات في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، خاصة في المبردات والأنظمة الكبيرة.

• معدات التبريد: مثل مكونات تبادل الحرارة للتخزين البارد الكبير وآلات التبريد الصناعية.

• تطبيقات تبادل الحرارة الأخرى التي تتطلب توصيلًا حراريًا عاليًا ومقاومة للتآكل وقابلية تشكيل جيدة.

ملخص:

يعتبر أنبوب النحاس غير الملحوم ASTM B111 C12200 (النحاس المنزوع الأكسجين بالفوسفور DHP) فعالاً من حيث التكلفة وله توصيل حراري ممتاز، ونقاء عالٍ وخمول بيولوجي، وليونة وقابلية تشكيل ممتازة، ولا يوجد خطر للإصابة بمرض الهيدروجين، مما يجعله مستخدمًا على نطاق واسع في أنظمة التبريد وأنظمة مياه الشرب وأنظمة التدفئة منخفضة الضغط والمبادلات الحرارية الصناعية العامة التي تتعامل مع الوسائط غير المسببة للتآكل.

ومع ذلك، فإن ASTM B111 C12200 لديه مقاومة ضعيفة جدًا لتآكل التآكل ومقاومة تآكل إزالة الزنك، ولديه قوة ميكانيكية منخفضة. لذلك، عند اختيار استخدام أنابيب النحاس غير الملحومة ASTM B111 C12200، من الضروري تحديد بيئة استخدامه بدقة، مثل المياه النظيفة والسوائل غير المؤكسدة وعدم وجود جزيئات صلبة ومعدل تدفق منخفض وعدم وجود أيونات الكلوريد وعدم وجود الأمونيا وما إلى ذلك. بمجرد تجاوز هذه الحدود، أو ظهور أيونات الكلوريد أو معدلات التدفق المرتفعة، يجب استخدام النحاس الألومنيوم (C68700) أو النحاس البحري (C44300) أو سبائك النحاس والنيكل (C70600، C71500).