Geltungsbereich: ASTM B111, DIN 86019 und die C70600-Rohrfamilie
Nahtlose Kupfer-Nickel 90/10-Rohre werden aus UNS C70600 hergestellt, einer Kupferknetlegierung, die etwa 90 % Kupfer mit 10 % Nickel und kleinen, bewussten Zusätzen von Eisen und Mangan kombiniert. Normalerweise stehen hinter einer Bestellung zwei Dokumente. ASTM B111 deckt nahtlose Kupfer- und Kupferlegierungsrohre für Kondensatoren, Wärmetauscher und allgemeine Anwendungen ab und definiert die Chemie, Temperaturen, mechanischen Anforderungen und Testmethoden. DIN 86019 legt die Abmessungen und Druckstufen von nahtlosen Kupfer-Nickelrohren fest, die im Schiffbau und in Meerwasserleitungen verwendet werden. Wenn der Artikel als Rohr und nicht als Rohr bestellt wird, regelt ASTM B466 die nahtlose Kupfer-Nickel-Rohrform, während ASME B36.19 die zeitplanbasierte Wandstärkenreihe liefert.
Chemische Zusammensetzung UNS C70600
Nickel ist das Element, das den Widerstand gegen fließendes Meerwasser bestimmt, während Eisen und Mangan einen schützenden Oberflächenfilm bilden, der die Erosion-Korrosion unter Kontrolle hält. Die üblicherweise für nahtlose Rohre und Rohre aus C70600 geltenden Grenzwerte sind nachstehend zusammengefasst.
| Element | Typischer Bedarf, % | Funktion |
|---|---|---|
| Kupfer | Gleichgewicht | Matrix; Die langsame Freisetzung von Kupferionen begrenzt die Bildung von Biofouling |
| Nickel | 9.0 - 11.0 | Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit gegenüber Meerwasser |
| Eisen | 1.0 - 1.8 | Schutzfilmbildung im Meerwasser |
| Mangan | 0.5 - 1.0 | Desoxidation, Filmstabilität |
| Kohlenstoff | 0,05 max | Restkontrolle |
| Führen | 0,05 max | Restkontrolle |
| Schwefel | 0,02 max | Restkontrolle |
| Phosphor | 0,02 max | Restkontrolle |
| Zink | 0,50 max | Restkontrolle |
| Kupfer + Nickel + Eisen + Mangan | 99,5 Min | Minimaler kombinierter Inhalt |
Zu den äquivalenten Bezeichnungen in den regionalen Normen gehören CuNi10Fe1Mn und die Materialnummer 2.1972 gemäß DIN, das EN-Symbol CW352H, die britische Standardsorte CN102 und JIS C7060. Sie beschreiben die gleiche 90/10-Kupfernickel-Familie, sodass die Materialien C70600, CN102 und 2.1972 austauschbar sind, wenn Härte, Toleranzen und Testverfahren identisch spezifiziert sind.
Mechanische und physikalische Eigenschaften von C70600
| Eigentum | Metrisch | Kaiserlich |
|---|---|---|
| Zugfestigkeit, ultimativ | 303 - 414 MPa | 43.900 - 60.000 psi |
| Zugfestigkeit, Streckgrenze (zustandsabhängig) | 110 - 393 MPa | 16.000 - 57.000 psi |
| Bruchdehnung | ca.. 42 % | ca.. 42 % |
| Elastizitätsmodul | 140 GPa | 20.300 ksi |
| Schubmodul | 52,0 GPa | 7.540 ksi |
| Poissonzahl | 0.34 | 0.34 |
| Bearbeitbarkeit (frei-schneidendes Messing=100%) | 20% | 20% |
Größen, Temperaturen, Enden und Druckstufen
Nahtlose Rohre werden von DN15 bis DN500 mit Außendurchmessern zwischen 15 mm und 508 mm und Wandstärken von 1 mm bis 11 mm geliefert. Die Standardlieferlänge beträgt 6 m und es sind die Wandserien sch10, sch40, sch80 und STD erhältlich. Das Produkt ist bis einschließlich 419 mm Außendurchmesser nahtlos und darüber hinaus nahtgeschweißt. Die Enden können glatt, abgeschrägt oder mit Gewinde geliefert werden.
| Parameter | Bereich oder Wert |
|---|---|
| Nenngröße | DN15 - DN500 (1/2 Zoll. - 20 Zoll) |
| Außendurchmesser | 15 mm - 508 mm |
| Wandstärke | 1 mm - 11 mm |
| Länge | überwiegend 6 m, andere Längen auf Anfrage |
| Druckstufe, DIN 86019 | 10 bar und 14 bar |
| Druckstufe, EEMUA 144 / EEMUA 234 | 16 bar und 20 bar |
| Druckklasse, MIL-T-16420K | Klasse 200 und Klasse 700 |
| Verwandte Qualitäten angeboten | C70600, C71500, C71640 |
Korrosionsverhalten und Einsatzgrenzen
Chlorid-Spannungskorrosionsrisse: C70600 ist effektiv immun gegen Meerwasser und chloridhaltige Atmosphären, weshalb es für den Nasseinsatz auf See gegenüber austenitischen Edelstählen bevorzugt wird.
Erosion-Korrosion: Die Legierung verträgt höhere Meerwassergeschwindigkeiten als einfaches Kupfer oder Aluminiummessing. Bei Projekten wird normalerweise eine Entwurfsgeschwindigkeitsobergrenze für die spezifische Rohrgröße festgelegt, und Formstücke und Biegungen werden glatt gehalten, um lokale Turbulenzen zu begrenzen.
Biofouling: Die langsame Freisetzung von Kupferionen unterdrückt die Ansiedlung von Seepocken und Muscheln in Meerwasserleitungen.
Ammoniakhaltige Umgebungen: Wenn Sauerstoff vorhanden ist, greifen Ammoniak und Ammoniumverbindungen Kupfer-Nickel an. Ammoniakhaltiges Dampfkondensat erfordert eine Bewertung, bevor C70600 ausgewählt wird.
Mit Sulfid-verschmutztes Meerwasser: Erhöhte Sulfidwerte können den Schutzfilm zerstören, sodass verschmutztes Hafenwasser oder stagnierende Bedingungen möglicherweise ein Upgrade auf C71500 oder eine zusätzliche Wandzugabe erforderlich machen.
Fertigung, Schweißen und Inspektion
Nahtlose Rohre werden durch Warmfließpressen und anschließendes Kaltpilgern oder Ziehen mit Zwischenglühungen und einem abschließenden Glühen oder leichten Ziehen hergestellt, um die gewünschte Härte zu erreichen. Zu den typischen Abnahmetests gehören die chemische Analyse des Gussstücks, Spannungstests, Abflachungs- und Ausdehnungstests, Wirbelstromprüfungen des fertigen Produkts, hydrostatische oder pneumatische Drucktests, sofern angegeben, sowie mikroskopische Untersuchungen auf Einschlüsse und Kornstruktur. Jeder Lieferung liegen eine Zertifizierung und ein Werksprüfbericht bei.
Das Schweißen erfolgt normalerweise durch Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen mit einem passenden Kupfer-Nickel-Füllstoff; Es ist kein Vorwärmen erforderlich und die Zwischenlagentemperatur wird niedrig gehalten, um Heißrisse zu vermeiden.
Bei der Reinigung nach dem Schweißen müssen alle Spuren von Eisenverunreinigungen entfernt werden, da eingebettete Stahlpartikel im Meerwasser zu Ausgangspunkten für Lochfraß werden.
Rohrbodenstöße werden aufgeweitet und bei Bedarf nach dem Walzen dicht verschweißt.
Häufig gestellte Fragen
F: Was ist der Unterschied zwischen ASTM B111 und ASTM B466 für C70600?
ASTM B111 deckt nahtlose Rohre für Kondensatoren, Wärmetauscher und allgemeine Anwendungen ab, während ASTM B466 nahtlose Kupfer-Nickel-Rohre abdeckt. Für eine Rohrleitung, die auf Nennrohrgröße mit Planwänden bestellt wird, ist B466 mit ASME B36.19-Abmessungen die übliche Route.
F: Warum wird für Meerwasserrohre 90/10 statt 70/30 Kupfer-Nickel spezifiziert?
C70600 bietet geringere Kosten und eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit für sauberes Meerwasser bei mäßiger Geschwindigkeit. C71500 wird dort gewählt, wo eine höhere Geschwindigkeit, verschmutztes Wasser, höhere Temperaturen oder eine größere mechanische Festigkeit erforderlich sind.
F: Können nahtlose C70600-Rohre oberhalb der Atmosphärentemperatur verwendet werden?
Ja. Die Legierung behält ihre nützliche Festigkeit auch bei erhöhten Temperaturen im Trockenbetrieb, bei Meerwasseranwendungen sollten jedoch die in der Projektspezifikation oder den entsprechenden Schiffsrohrleitungsvorschriften angegebenen Temperatur- und Geschwindigkeitsgrenzen eingehalten werden.
F: Wie wird das Rohr während des Transports und der Lagerung geschützt?
Die Enden sind abgedeckt, die Bündel sind mit Bändern versehen und die Oberfläche wird frei von Kontakten mit Kohlenstoffstahl gehalten. Das Rohr sollte abgedeckt gelagert und mit nicht{1}metallischen Schlingen angehoben werden, um eine Eisenaufnahme-zu vermeiden.
F: Welche Tests werden normalerweise bei einer C70600-Rohrbestellung durchgeführt?
Chemische Analyse, Spannungstest, Abflachungs- und Ausdehnungstests, Wirbelstromtest und, sofern angegeben, hydrostatischer Drucktest. Wo die Kaufspezifikation dies erfordert, werden auch Wasserstoffversprödung und Kornstrukturuntersuchungen durchgeführt.
F: Ist eine 90/10-Röhre mit einer CN102- oder 2.1972-Röhre austauschbar?
Ja, vorausgesetzt, dass die Temperatur, die Maßtoleranzen und die Druckstufe übereinstimmen. Die drei Bezeichnungen beschreiben dieselbe Familie von Kupfer-Nickel-90/10-Legierungen.
