أنبوب نحاس ASTM B111 C12200 لمكثف المبادلات الحرارية

أنبوب نحاس ASTM B111 C12200 للمكثفات 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 نحاس 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 التبادل الحراري؟ 

• التوصيل الحراري الممتاز:يتمتع النحاس بتوصيل حراري ممتاز، يليه الفضة مباشرة، في حين أن أنبوب النحاس C12200 يتمتع بمعامل توصيل حراري مرتفع جدًا (حوالي 391 واط/م · ك)، وهي الميزة الأساسية التي تجعله أنبوب تبادل حراري مثل المكثف وأنبوب التبادل الحراري، 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 كبيرة 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 قليلة الملوحة 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 هذا الشكل من التآكل، مع تحسين مقاومة تشقق التآكل الإجهادي لأنابيب النحاس في بيئات وسائط معينة مثل الأمونيا.
• أداء جيد في اللحام واللحام بالنحاس:يعمل وجود الفوسفور على تحسين أداء اللحام واللحام بالنحاس لأنابيب النحاس، مما يسهل إجراء وصلات لوحة الأنبوب أثناء تصنيع المبادلات الحرارية.

• خصائص ميكانيكية ومعالجة جيدة:تتمتع أنابيب النحاس C12200 بقوة وصلابة وليونة كافية، مما يجعلها سهلة الانحناء والتمدد 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 توصيليته لا تزال مرتفعة جدًا، حوالي 85-90% IACS، وهو ما يكفي لتلبية احتياجات الغالبية العظمى من تطبيقات التبادل الحراري.

التركيب الكيميائي لأنبوب النحاس ASTM B111 C12200 التركيب

ما الفرق بين أنبوب النحاس ASTM B111 C12200 وأنابيب النحاس 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 السبائكي هذه 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 قليلة الملوحة 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 التبادل الحراري للتخزين البارد الكبير وآلات التبريد الصناعية.

• تطبيقات التبادل الحراري الأخرى التي تتطلب توصيلًا حراريًا عاليًا ومقاومة للتآكل وقابلية تشكيل جيدة.

ملخص:

أنبوب النحاس غير الملحوم ASTM B111 C12200 (النحاس المنزوع الأكسجين بالفوسفور DHP) فعال من حيث التكلفة وله توصيل حراري ممتاز، ونقاء عالٍ وخمول بيولوجي، وليونة وقابلية تشكيل ممتازة، ولا يوجد خطر الإصابة 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 تقييد بيئة استخدامه بشكل صارم، 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).