Geltungsbereich von ASME SB111 und ASTM B111
ASME SB111 und ASTM B111 sind die ASME- und ASTM-Versionen derselben Spezifikation für nahtlose Kupfer- und Kupferlegierungsrohre für Kondensatoren, Wärmetauscher und ähnliche Anwendungen. Die Dokumente legen die chemische Zusammensetzung jeder Legierung, die verfügbaren Härtegrade, die Mindestwerte der mechanischen Eigenschaften für jeden Härtegrad, die Maßtoleranzen und die zur Freigabe einer Menge verwendeten Prüfmethoden fest.
C68700, Aluminiummessing, ist eine der von der Spezifikation abgedeckten Meerwasserlegierungen. Es handelt sich um eine mit Aluminium modifizierte und mit Arsen inhibierte Kupfer-Zink-Legierung, die als rundes nahtloses Rohr in geraden Längen oder als U-förmige gebogene Rohre für die Bündelmontage geliefert wird. Die gleiche Legierung ist in der europäischen Praxis als CuZn20Al2 bekannt, im älteren britischen Bezeichnungssystem als CZ110, in JIS H3300 als C6870 und in GB/T 8890 als HAL77-2, und EN 12451 ist die europäische Norm für nahtlose Kupferlegierungsrohre, die in Wärmetauschern verwendet werden.
Daten zur Zusammensetzung und zum Temperament
| Element | Bedarf (Masse %) |
|---|---|
| Kupfer (Cu) | 76.0 - 79.0 |
| Aluminium (Al) | 1.8 - 2.5 |
| Arsen (As) | 0.02 - 0.06 |
| Eisen (Fe) | 0,06 max |
| Blei (Pb) | 0,07 max |
| Mangan (Mn) | 0,06 max |
| Zink (Zn) | Rest |
Rohre werden normalerweise im geglühten Zustand bestellt, damit sie zu Rohrböden aufgeweitet und in eine U-Form gebogen werden können. ASME SB111 listet die Mindestzugfestigkeit und -dehnung für jeden Härtegrad und Größenbereich von C68700 auf, und das Werkszertifikat muss Ergebnisse zeigen, die diese Mindestwerte für den gelieferten Härtegrad erfüllen. Die Legierung wird durch Wärmebehandlung nicht verstärkt; Wenn eine höhere Festigkeit ohne Einbußen bei der Formbarkeit erforderlich ist, greifen die Konstrukteure eher auf die Kupfer-Nickel-Familie als auf eine härtere Vergütung desselben Messings zurück.
Vergleich der Meerwasserqualität
| Grad | Basischemie | Relatives Verhalten im Meerwasser |
|---|---|---|
| C44300 Admiralitätsmessing | Etwa 71 % Cu mit Zinn und Arsen | Gute allgemeine Beständigkeit in sauberem Meerwasser, niedrigste Legierungskosten, empfindlich gegenüber Ammoniak und hoher Geschwindigkeit |
| C68700 Aluminium Messing | Etwa 77 % Cu mit Aluminium und Arsen | Bessere Erosionsbeständigkeit und höhere Festigkeit als Admiralitätsmessing, dennoch empfindlich gegenüber Ammoniak und Sulfiden |
| C70600 Kupfer-Nickel | Etwa 90 % Cu mit Nickel und Eisen | Beste Toleranz gegenüber hoher Geschwindigkeit und verschmutztem Wasser in dieser Gruppe, höhere Materialkosten |
| C71500 Kupfer-Nickel | Etwa 70 % Cu mit Nickel und Eisen | Höchste Festigkeit und Geschwindigkeitstoleranz der Kupferlegierungen, höchste Kosten |
Der Vergleich ist die praktische Grundlage für die Rohrauswahl: Aluminium-Messing wird dort gewählt, wo das Kühlwasser sauber ist und das Budget knapp ist, während Kupfer-Nickel dort gewählt wird, wo Geschwindigkeit, Sandgehalt oder Verschmutzung die Lebensdauer eines Messingrohrs verkürzen würden.
Rohrgrößen, Formen und Anwendungen
Runde nahtlose Rohre werden in den in der Spezifikation aufgeführten Außendurchmesser- und Wandkombinationen mit geraden Längen in zufälligen oder festen Bereichen geliefert.
U-gebogene Rohre werden aus dem geraden Rohr durch kontrolliertes Biegen hergestellt, sodass beide Schenkel parallel bleiben und der Biegeradius über das Bündel hinweg gleichmäßig ist.
Rippenrohre werden durch Anbringen von Rippen an der Außenseite des Rohrs für luftgekühlte und verbesserte-Oberflächenwärmetauscher hergestellt.
Kraftwerkskondensatoren und geschlossene Kühlwasserwärmetauscher mit sauberem Meer-, Flussmündungs- oder Seewasser.
Schiffskühler für Schmieröl, Mantelwasser und Luft, bei denen Platz und Gewicht begrenzt sind.
Entsalzungsvorwärmer und Prozesskühler mit Brack-Speisewasser mit mäßigem Chloridgehalt.
Checkliste für Inspektion und Beschaffung
Wärmeanalyse und Produktanalyse im Vergleich zu den C68700-Bereichen, angegeben im Mühlenzertifikat.
Zug- und Dehnungstest pro Temper gemäß ASTM E8.
Wirbelstromprüfung der gesamten Länge gemäß ASTM E243 an jedem Rohr, wobei die in der Bestellung vereinbarte Akzeptanzstufe gilt.
Bei Bedarf hydrostatischer oder pneumatischer Drucktest unter Verwendung eines Mediums, das keine Chloridrückstände an der Bohrung hinterlässt.
Abflachungs- und Ausdehnungsversuche zum Nachweis der Umformduktilität.
Entzinkungstest nach ISO 6509 auf Stichprobenbasis für Rohre, die in aggressives Wasser gelangen.
Maßaufzeichnungen zu Außendurchmesser, Wandstärke, Länge, Geradheit und bei U-Bögen die Schenkellänge und den Biegeradius.
Überprüfung der Bohrungssauberkeit, da Kohlenstoff- oder Schmierstoffrückstände, die in einem Messingrohr zurückbleiben, zum Ausgangspunkt für vorzeitige lokale Angriffe werden.
FAQ
F: Ist ASME SB111 identisch mit ASTM B111?
Die beiden Dokumente sind technisch gleichwertig und die ASME-Version ist diejenige, die zitiert wird, wenn der Austauscher nach dem ASME-Code gebaut wird. Beides kann in einer Bestellung angegeben werden, ohne dass sich die Legierungsanforderungen ändern.
F: Was ist der Vorteil von Aluminiummessing gegenüber Admiralitätsmessing?
Aluminiummessing hat eine höhere Festigkeit und eine bessere Beständigkeit gegen Erosion durch schnell fließendes Wasser, was es zur bevorzugten Messingsorte für Kondensatoren macht, die bei höheren Wassergeschwindigkeiten unter sauberen Bedingungen betrieben werden.
F: Wann sollte stattdessen Kupfer-Nickel verwendet werden?
Wenn das Wasser Sand oder Schwebstoffe enthält, wenn die Auslegungsgeschwindigkeit hoch ist oder wenn Ammoniak und Sulfide vorhanden sind. Kupfer-Nickel verträgt diese Bedingungen besser als jedes Messing.
F: Warum wird C68700 Arsen zugesetzt?
Arsen hemmt den bevorzugten Zinkverlust aus der Legierung, den Entzinkungsmechanismus, der andernfalls in aggressiven Gewässern zu Stopfenausfällen führen würde.
F: Werden U-gebogene Rohre montagefertig geliefert?
Ja, U-Bögen werden mit angepasster Beinlänge und gleichem Biegeradius geliefert, sodass das Bündel in die Hülle geschoben werden kann, während die Rohre für den Transport noch verschlossen sind.
F: Welche Unterlagen liegen normalerweise einer Sendung bei?
Ein Mühlenzertifikat mit Wärmerückverfolgbarkeit, mechanischen und chemischen Ergebnissen, dem Wirbelstrombericht, Maßaufzeichnungen, dem Drucktestprotokoll und der mit dem Käufer vereinbarten Inspektionsfreigabeerklärung.
