Réz-nikkelötvözetek (C70600 és C71500)hosszú és sikeres múltra tekint vissza a tengervízhűtéses hőcserélők, kondenzátorok és csőrendszerek területén. Erőművek, hajók, vegyi feldolgozó létesítmények és sótalanító üzemek esetében a hőcserélő cső a kritikus alkatrész, amely meghatározza a rendszer általános megbízhatóságát és hatékonyságát.
Ez az útmutató mindenre kiterjed a vízminőségtől és a szívórendszer tervezésétől a korrózióállóságig, az anyagválasztásig és a karbantartási eljárásokigréz nikkel 90/10 (UNS C70600)és70/30 (UNS C71500)ötvözetek.
A hőcserélők szerepe a tengeri rendszerekben
A hőátadó berendezések túlnyomó többségénél a hőt két folyadékáram között egy vezető falon keresztül adják át, miközben az áramok fizikailag különállóak maradnak. Ez a hővezető fal acső héjban{0}}és-cső típusú hőcserélők, amelyek az ilyen egységek nagy százalékát teszik ki:
| Ipar | Alkalmazás |
|---|---|
| Áramtermelés | Fő kondenzátorok, hűtővíz rendszerek |
| Hajógyártás | Fő- és segédkondenzátorok, olajhűtők |
| Vegyi feldolgozás | Folyamat hőcserélők, hűtők |
| Sótalanítás | Hővisszanyerő szakaszok, sós melegítők |
A viszonylag vékony falú csőnek, amelyet elsősorban a hőátadás hatékonysága miatt választottak ki, hosszú ideig jól kell teljesítenie nehéz üzemi körülmények között is.A réz-nikkelötvözetek bizonyították megbízhatóságukatezekben az igényes környezetben.
Vízminőségi szempontok a réz nikkelcsövekhez
A standard tengervíz elemzések a hőmérsékletet, a sótartalmat, az oldott oxigént és a pH-t tartalmazzák. A következő tényezők azonban ajelentős hatással van a rézötvözet teljesítményéreés azonosítani kell:
| Tényező | Hatás a C70600 / C71500-ra |
|---|---|
| Oldott oxigén | Hasznos a filmképződéshez |
| Hidrogén-szulfid (H₂S) | Gyorsított korrózió, fekete szulfid filmet képez |
| Ammónia (NH₃) | Káros lehet, különösen a C68700 esetében |
| Törmelék (botok, kagylók, kavics, homok) | Csőelzáródást és áramlási eróziót okoz |
| Tengeri lárvák | Biofouling rögzítés alacsony áramlás esetén |
Szívórendszer tervezése: Az első védelmi vonal
A tengervízbevezető rendszer tervezése, üzemeltetése és karbantartása amély hatással van a hőcserélő csövek teljesítményére. Cső meghibásodások törmelék lerakódások vannakképernyőhibákés ekként kell elismerni.
Ajánlott bemeneti képernyő konfiguráció
| Képernyő típusa | Cél | Tipikus nyitás |
|---|---|---|
| Bar rácsok | Tartsa távol a nagy törmeléket (dobozok, rönkök, halak) | Nagy |
| Utazó képernyők | Szűrje ki a halakat, rákkarmokat, kagylókat, zacskókat | 1/2 hüvelyk vagy kevesebb |
| Helyhez kötött képernyők (kosár/automata) | Utolsó vetítés a waterbox előtt | 3/8 hüvelyk |
Kritikus követelmény:A hőcserélő cső méretét a-ra kell beállítanilegalább kétszerese a képernyőnyílásnak.
Példa a sótalanító üzemből
Az egyik létesítményben egy törött képernyő (3/8 hüvelykes nyílás) lehetővé tette, hogy sziklák, szögek és acéldarabok kerüljenek a csőkötegbe. A törmelék csövekben feküdt, ami acső behatolása a szállások után. A kezelők ezeket csőhibaként rögzítették, de tényleg azok voltakképernyőhibák.
Réz-nikkelötvözetek korrózióállósága
Korróziós termék film képződése
A korrózióállóságaC70600ésC71500 anyaga tengervízben teljes mértékben a nedvesítés után a felületen képződő korrózióvédő termékfilmtől függ.
| Indítás utáni idő | Rézszint a szennyvízben |
|---|---|
| 10 perc | 10-szeresére csökkent |
| 1 óra | 100-szorosára csökkent |
| 3 hónap | Ugyanaz, mint a bevitel (film érett) |
Kulcs megtalálása:A fólia védő jellege folyamatosan növekszik14 év expozíció. Ez felelős a20+ év élettartamA C71500 ötvözet a hajókondenzátorokban és a part menti üzemekben.
Korróziós termékfilm képződési sebessége a C70600 ötvözeten tengervízben
A C70600 ötvözet korróziós aránya{1}}hosszú távú tengervíznek való kitettség esetén
A réz-nikkelötvözetek kémiai összetétele
| Elem | C70600 (90/10) | C71500 (70/30) | C71640 | C72200 |
|---|---|---|---|---|
| Nikkel (Ni) | 9.0 - 11.0 | 29.0 - 33.0 | 29.0 - 32.0 | 15.0 - 18.0 |
| Króm (Cr) | - | - | - | 0.3 - 0.7 |
| vas (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 |
| Réz (Cu) | Egyensúly | Egyensúly | Egyensúly | Egyensúly |
Sebesség hatásai a korrózióra
A rézötvözetek korróziós sebességét a tengervíz bizonyos határérték feletti sebessége befolyásolja. Minél jobban véd a fólia, annál magasabbkitörési sebesség.
| Ötvözet | Maximális tervezési sebesség (m/s) |
|---|---|
| C12200 (réz) | 0.6 |
| C44300 (Admiralty Brass) | 1.2 |
| C68700 (alumínium sárgaréz) | 2.4 |
| C70600 (90/10 Cu-Ni) | 3.6 |
| C71500 (70/30 Cu-Ni) | 4.6 |
| C72200 | > 9.0 |
| Minimum az üledék lerakódásának megakadályozására | 1.0 |
| Normál tervezési sebesség | 2.0 |
Fontos:Alacsony áramlási sebességek (1 m/s alatt) vannakugyanolyan káros, mint a nagy áramlási sebesség. 1 m/s alatti sebességnél 6-12 hónapon belül lerakódás alatti korrózióra és csőhibákra lehet számítani.
Homok és iszap hatások
| Állapot | Hatás a C70600 / C71500-ra |
|---|---|
| Homok < 200 ppm | Ritkán károsítja a védőfóliát |
| Homok 200-1000 ppm | Egyre koptatóbb |
| Homok > 1000 ppm | C71640 vagy C72200 szükséges |
| Iszap/iszap lerakódások | Alul{0}}lerakódáskorrózióhoz és MIC-hez vezet |
A homok kopásállóságának sorrendje (legnagyobbtól a legkisebbig):C71640 > C72200 > C71500 > C70600 > C68700
Galvanikus hatások
A réz-nikkelötvözetek galvanikusan kompatibilisek egymássaltengervízben. Más anyagokkal való összekapcsoláskor azonban óvatosság szükséges.
| Párosít | C70600 korróziós sebesség (µm/év) | Egyéb ötvözetek korróziós sebessége (µm/év) |
|---|---|---|
| Lecsatolt C70600 | 31 | - |
| C70600 + Szénacél | 3 | 787 |
| C70600 + Titán | 208 | 2 |
| C71500 + Szénacél | 3 | 711 |
| C71500 + Titán | 107 | 2 |
A szennyezés hatásai (hidrogén-szulfid / H₂S)
Szennyezett hűtővizek, amelyek tartalmazzákhidrogén-szulfid (H₂S)a kondenzátorcsövek idő előtti meghibásodását okozták. A szulfid elsődleges forrásai a következők:
Szulfát redukáló baktériumokanaerob körülmények között (sárban, iszapban vagy üledékben) a tengervízben lévő természetes szulfátokra hat
Szerves kénvegyületek rothadásaa bomló növényi és állati anyagoktól hosszabb leállási időszakok alatt
| Állapot | Korróziós arány |
|---|---|
| Az oxigén teljes hiánya | Alacsony (még magas H₂S esetén is) |
| Levegős tiszta tengervíz | Mérsékelt |
| Levegőztetett + H₂S (tranziens) | Nagyon magas |
A klór hatásai
| Klór koncentráció | Hatás a Cu{0}}Ni-ötvözetekre |
|---|---|
| 0.2 - 0.5 oldal/perc (folyamatos) | Szabályozza a bioszennyeződést, nincs káros hatása a korrózióra |
| 1,5 ppm (szakaszos) | A korrózió sebességének enyhe csökkenése |
| Maradék klór > 0,2 ppm (kifolyó víz) | Az EPA előírásai korlátozzák |
Tengeri bioszennyeződés-ellenállás
A réz-nikkelötvözetek régóta ismertek a tengeri szennyeződésekkel szembeni ellenállásukról.A tanulmányok azt mutatják:
A szennyeződés aznem figyelték meg80% vagy több rezet tartalmazó ötvözeteken
Csak a kezdődő elszennyeződésfeljegyezve a C71500-on
Kezdeti és folyamatos vízsebesség1 m/s feletta legtöbb ötvözetet bioszennyeződéstől mentesen tudja tartani
| Ötvözet | Biofouling ellenállás | A mechanikai tisztítás gyakorisága |
|---|---|---|
| C70600 (90/10) | Kiváló (kissé jobb) | 3-4 havonta |
| C71500 (70/30) | Jó | 2-3 havonta |
| Titán | Poor (requires >1,2 m/s sebesség vagy klórozás) | 12-szer 120 nap alatt |
Anyagválasztási irányelvek
Csőválasztás
| Állapot | Ajánlott ötvözet |
|---|---|
| Tiszta tengervíz, normál sebességgel (3,6 m/s vagy annál kisebb) | C70600 (90/10) |
| Nagyobb sebességek, turbulencia, magával ragadott szilárd anyagok | C71500 (70/30), C71640 vagy C72200 |
| Nagy tartályhajók kanalas szívónyílásokkal | C71640 |
| Szennyezett tengervíz (H₂S, ammónia) | C71500 (előnyös) |
Csőlap kiválasztása
| Cső ötvözet | Ajánlott csőlemez ötvözet |
|---|---|
| C70600 | C70600 |
| C71500 / C71640 | C71500 |
Waterbox kiválasztása
| Anyag | Ajánlás |
|---|---|
| Szénacél (bevonattal) | Megkövetelikatódos védelem(galvanikus anódok vagy lenyomott áram) |
| Ni-ellenálló öntöttvas | Jobb korrózióállóság, mint az acél, de galvanikus védelmet nyújt a csöveknek |
| Szilárd C70600 / C71500 | Széles körben használják hajókban és sótalanító üzemekben |
GYIK
1. Mi a különbség az UNS C70600 és az UNS C71500 között a kondenzátorcsövek esetében?
UNS C70600 (90/10 réz nikkel)90% rezet és 10% nikkelt tartalmaz, kiváló biológiai szennyeződésállóságot biztosítva.UNS C71500 (70/30 réz nikkel)70% rezet és 30% nikkelt tartalmaz, ami nagyobb szilárdságot és jobb ellenállást biztosít a becsapódásos korrózióval szemben nagyobb tengervízsebesség mellett.
2. Mekkora az ASTM B111 C70600 hőcserélő csövek maximális tervezési sebessége?
MertASTM B111 C70600csövek tengervíz szolgáltatásban, a maximális tervezési sebesség3,6 méter másodpercenként(körülbelül 12 láb/s). Ennek túllépése becsapódási támadást okozhat.
3. Szükséges a C71500 anyag utólagos-hőkezelése a kondenzátor gyártásához?
Nem.C71500 anyagnem igényel utólagos{0}}hegesztési hőkezelést, ha hagyományos módszerekkel, például GTAW/TIG ERCuNi töltőfémmel hegesztenek.
4. Mekkora a 70/30 arányú réz-nikkel tipikus korróziós sebessége tiszta tengervízben?
A tipikus korróziós sebesség aréz nikkel 70/30tiszta folyó tengervízben van0.0025 - 0.025 mm évente, ami alkalmassá teszi a legtöbb, 20+ éves élettartamot igénylő tengeri alkalmazáshoz.
5. Hogyan befolyásolja a C71500 sűrűsége a hőcserélő tömegszámításait?
Ac71500 sűrűség8,94 g/cm³. Ez elengedhetetlen a hőcserélő teljes tömegének kiszámításához a szállításhoz, a szerkezeti támogatás tervezéséhez és a logisztikai tervezéshez.
6. Használhatók-e az sb111 c71500 csövek hidrogén-szulfidot tartalmazó szennyezett tengervízben?
sb111 c71500 (70/30)előnyösebb, mint 90/10 a H2S-t tartalmazó szennyezett tengervíz esetében, bár nem teljesen immunis. Ha a védőfólia érett, a rövid távú kitettség elviselhető.
7. Mekkora a minimális vízsebesség az üledék lerakódásának megakadályozására a réz-nikkelcsövekben?
A minimális vízsebesség az üledéklerakódás és a lerakódás alatti{0}}korrózió megelőzésérec70600 rézcsővan1,0 méter másodpercenként. Ez alatt 6-12 hónapon belül meghibásodásokra lehet számítani.
8. Miért ne lehetne nemesebb a csőlemez ötvözet, mint az asme sb466 c715 kondenzátorok csőötvözete?
Mertasme sb466 c715kondenzátorok esetén a csőnél nemesebb csőlemez galvanikus párost hoz létre, ahol a kevésbé nemes cső lesz anód, felgyorsítva a korróziót a cső végén, ahol találkozik a csőlappal.
9. Mekkora az izzítási hőmérséklet tartománya hidegen megmunkált réz-nikkelötvözet UNS C71500 esetén?
MertRéz nikkelötvözet UNS C71500, az izzítási hőmérséklet-tartomány a hidegmegmunkálás utáni hajlékonyság helyreállításához az700 - 825 fok.
10. Hogyan viszonyul a 70/30 arányú réznikkel megmunkálhatósága a karimagyártáshoz használt szabadon-vágó sárgarézhez?
A70/30 réz nikkel megmunkálhatóságA besorolás az ingyenes-vágó réz 20%-a, ami azt jelenti, hogy lassabb sebességre és erősebb szerszámokra van szükség. A C71500 valamivel nehezebben megmunkálható, mint a C70600 magasabb nikkeltartalma miatt.
11. Milyen típusú hegesztés javasolt a C70600 hőcserélő csövekhez csőlapokhoz?
Gázvolfrám ívhegesztés (GTAW/TIG)ERCuNi töltőanyaggal (AWS A5.7) az ajánlott hegesztési módszerC70600 csövekrézötvözet csőlemezekhez.
12. Elérhetők-e harmadik felek által készített ellenőrzési jelentések a C71500 kondenzátorcsövekről?
Igen. Harmadik-felek vizsgálati jelentései (SGS, BV, ABS, DNV)C71500 kondenzátor csövekaz ügyfél kérésére elérhetők, beleértve az EN 10204 3.1 malomvizsgálati tanúsítványokat is.
Gyári berendezések
| Felszerelés | A réznikkelgyártás célja |
|---|---|
| Indukciós olvasztó kemence | Pontos vezérlésec71500 kémiai összetétel |
| Folyamatos öntőgép | Billet gyártás |
| Extrúziós prés | Üreges héjképzés |
| Cold Pilger malom | A cső átmérőjének csökkentése |
| Rajzolj padot | Végső méretezés és felületkezelés |
| Izzító kemence | Stresszcsökkentés (700-825 fok C70600/C71500 esetén) |
| Egyengető gép | Méretpontosság |
| CNC megmunkáló központ | Karima és idom gyártás |
| NDT berendezések | Örvényáramú és ultrahangos vizsgálat |
Tanúsítványok
