Identität und Benennung von Legierungen
CuNi 90-10 ist die ISO-Bezeichnung CuNi10Fe1Mn, und das gleiche Material trägt mehrere systemspezifische Namen: UNS C70600, EN-Symbol CW352H, DIN-Materialnummer 2.0872, JIS C7060, BSI-Bezeichnung CN102 und die chinesische Bezeichnung BFe10-1-1. Es handelt sich um eine Kupfer-Nickel-Knetlegierung mit kubisch-flächenzentrierter Struktur, ohne allotrope Umwandlung und daher ohne Reaktion auf Abschreckhärtung; Die Festigkeit wird durch Kaltumformung und Glühen kontrolliert.
Die Komposition ist bewusst eng gehalten. Etwa 10 % Nickel sorgen für die elektrochemische Stabilität in Chloridlösungen, 1 % bis 2 % Eisen bilden den schützenden Oberflächenfilm und Mangan wirkt als Desoxidationsmittel und stabilisiert die Phasenstruktur. Diese Kombination verleiht CuNi 90-10 seinen Ruf für seine lange Lebensdauer in Meerwasserkühlkreisläufen.
Chemische Zusammensetzung
| Element | Erfordernis (%) | Rolle |
|---|---|---|
| Cu | Rest | Unedles Metall, Wärmeübertragung |
| Ni | 9.0-11.0 | Korrosionsbeständigkeit, Lösungsverstärkung |
| Fe | 1.0-1.8 | Schutzfilm, Erosionsbeständigkeit |
| Mn | 1,0 max | Desoxidation, Mikrostrukturstabilität |
| Zn | 1,0 max | Restkontrolle |
| Pb | 0,05 max | Verunreinigungsgrenze |
Die Bestellung nach ASTM B111 ermöglicht auch die entsprechenden Spezifikationen ASTM B466 für nahtlose Rohre und Rohre, ASTM B395 für U--Bogenrohre und ASTM B552 für Wasserrohre. Die ASME-Äquivalente sind SB111, SB466, SB395 und SB552.
Temperament, mechanische Eigenschaften und Toleranzen
| Temperament | Zustand | Zugfestigkeit | Verlängerung | Typische Verwendung |
|---|---|---|---|---|
| O61 | Geglüht | ca.. 300-380 MPa | 30 % mind | Rollenverlängertes oder U-gebogenes Rohr |
| H55 | Licht gezeichnet | ca.. 380-420 MPa | 10 % mind | Gerader Lauf, zusätzliche Steifigkeit |
| H80 | Hart gezeichnet | über 480 MPa | niedriger, nach Vereinbarung | Nicht-bildende bauliche Nutzung |
Die Maßkontrolle ist ebenso wichtig wie die mechanischen Werte. Kondensatorrohre werden normalerweise mit engen Außendurchmesser- und Wandtoleranzen bestellt, damit die Rollenausdehnungskraft vorhersehbar ist, und mit einer maximalen Exzentrizitätsgrenze, damit die Mindestwand im Verbindungsbereich ausreichend ist. Geradheit, Ovalität und Sauberkeit der Bohrung werden in der Bestellung angegeben.
Die bei der thermischen Auslegung verwendeten physikalischen Daten sind eine Dichte von 8,94 g/cm³, eine Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 29 W/mK bis 40 W/mK und ein Wärmeausdehnungskoeffizient von etwa 17 × 10-6pro Grad im Bereich von 20 bis 300 Grad und einem Elastizitätsmodul von etwa 140 GPa.
Anwendungen
Marine- und Offshore-Kondensatoren, Kühler, Heizungen und zentrale Kühlsysteme.
Oberflächenkondensatoren und Zusatzwärmetauscher für Kraftwerke.
Soleerhitzer für Entsalzungsanlagen, Verdampferrohrbündel und Schmutzwasserleitungen.
Chemische und petrochemische Wärmetauscher für den Umgang mit Brackwasser, neutralen und alkalischen Lösungen.
Ballastwasseraufbereitungsanlagen, Rumpfkühler und Stevenrohrkühler.
Kondensatorrohrplatten, Wasserkastenauskleidungen und Ferrulenmaterial aus passendem Material.
Warum CuNi 90-10 im Meerwasserbereich bevorzugt wird
Vergleichende Meerwasserversuche und Langzeitaufzeichnungen zeigen, dass 90/10 Kupfer-Nickel Aluminiummessing und Admiralitätsmessing bei gleichen Geschwindigkeits- und Belüftungsbedingungen übertrifft, hauptsächlich weil sich sein Schutzfilm nach Beschädigung schnell neu bildet und weil die Legierung nicht empfindlich gegenüber Spannungsrisskorrosion in Chloriden ist. Durch die langsame Freisetzung von Kupferionen wird außerdem Biofouling gehemmt, wodurch die Reinigungshäufigkeit verringert und der Wärmeübertragungskoeffizient stabil gehalten wird.
Wenn Sand oder starke Belüftung vorhanden ist, werden die Geschwindigkeitsgrenzen verringert oder eine 70/30-Stufe gewählt. Wenn die Wasserchemie Sulfide oder Ammoniak enthält, kommen zusätzliche Maßnahmen wie Filtration, kontrollierte Chlorierung und Spülungen mit sauberem Meerwasser zum Einsatz. Es empfiehlt sich, den Schlauch nach der Inbetriebnahme feucht zu halten, da wiederholte Trocknungs- und Wiederbefeuchtungszyklen den Schutzfilm zerstören.
Anleitung zur Herstellung und Handhabung
CuNi 90-10 lässt sich leicht kalt umformen, biegen und schweißen. Geglühte Rohre können mit einem kontrollierten Drehmoment durch Walzen zu einem Rohrboden aufgeweitet werden, und U--Bögen werden mit einem Radius geformt, der die Ovalität innerhalb der in ASTM B395 angegebenen Grenzen hält. Beim Schweißen wird WIG oder MIG mit passendem Kupfer-{5}Nickel-Füllstoff verwendet; Der Wärmeeintrag wird moderat gehalten, die Verbindung wird abgeschirmt, um Oxidation zu verhindern, und Fett, Tinte oder Graphitschmiermittel werden zuerst entfernt, da diese Elemente Kupfer-Nickel bei Temperatur verspröden.
Während der Lagerung und Installation sollten die Rohre in den Original-Holzkisten oder auf Holzstapeln, fern von Stahlgestellen und Chloridpfützen, aufbewahrt werden. Offene Rohrenden werden verschlossen und die Rohrböden werden mit nicht-graphitischem Schmiermittel gebohrt. Nach der Montage werden Rückstände durch eine leichte Wasserspülung entfernt, bevor das System in den Seewasserbetrieb überführt wird.
FAQ
F: Was bedeutet die Bezeichnung CuNi10Fe1Mn?
Es ist die ISO-Bezeichnung für eine Kupferlegierung mit etwa 10 % Nickel und Zusätzen von etwa 1 % Eisen und etwa 1 % Mangan. Dabei handelt es sich um das gleiche Material wie UNS C70600 und die chinesische Sorte BFe10-1-1.
F: Welche Temperatur sollte für einen Rohrbündelwärmetauscher bestellt werden?
Bestellen Sie ein geglühtes O61-Rohr, wenn das Rohr durch Walzen in den Rohrboden expandiert oder zu U--Bögen geformt wird, und ein leicht gezogenes H55-Rohr nur für gerade Einheiten, bei denen keine Umformung erfolgt.
F: Wie lange hält ein CuNi 90-10-Rohr im Meerwasser?
Die Lebensdauer hängt von der Geschwindigkeit, der Wasserchemie und der Wartung ab, aber gut{0}}konstruierte Geräte in sauberem Meerwasser arbeiten normalerweise zwei Jahrzehnte oder länger mit dem Originalrohrbündel und nur routinemäßiger Reinigung.
F: Ist CuNi 90-10 beständig gegen Spannungsrisskorrosion?
Ja. Die Legierung hat eine einphasige Struktur und weist keine Chlorid-Spannungskorrosionsrisse auf, die bei austenitischen Edelstählen auftreten. Dies ist einer der Gründe, warum sie nach wie vor die traditionelle Wahl für Kondensatoren ist.
F: Wie wird CuNi 90-10 an Stahl oder an einen Rohrboden geschweißt?
Unterschiedliche Verbindungen werden mithilfe eines qualifizierten Verfahrens mit einem Füllstoff auf Nickel-- oder Kupfer--Basis hergestellt. Bei Stahl handelt es sich in der Regel um die Kupfer-Nickel-Seite, während Stahlkomponenten elektrisch isoliert oder beschichtet gehalten werden, um galvanische Effekte zu begrenzen.
F: Welche Unterlagen liegen einer Exportsendung bei?
Ein Mühlenzertifikat mit Chargennummer, chemischer Analyse, mechanischen Testergebnissen, Wirbelstrom- und Drucktestaufzeichnungen sowie Abmessungsaufzeichnungen und der Packliste passend zu den Bündeletiketten.
