ASTM B111 und C44300 Admiralty Brass Grade
ASTM B111 ist die Spezifikation für nahtlose Kupfer- und Kupferlegierungsrohre für Kondensatoren, Verdampfer und Wärmetauscher. UNS C44300 ist die Admiralitätsmessingsorte innerhalb dieser Familie: eine Kupfer-Zink-Zinnlegierung mit etwa 70 % Kupfer, 28 % Zink und 1 % Zinn sowie einem kleinen Arsenzusatz, der die Entzinkung unterdrückt. Für Druckgeräte wird das passende ASME SB111-Dokument verwendet.
Admiralitätsmessing liegt zwischen reinem Messing und den Kupfer-{0}}Nickellegierungen. Es bietet eine höhere Festigkeit und bessere Erosionsbeständigkeit als Weichmessing, eine bessere Wärmeleitfähigkeit als Kupfernickel und einen Preis, der für große Kondensatorbündel geeignet ist, die mit Frischwasser, Kühlturmwasser und Brackwasser betrieben werden. Es ist das klassische Material für Dampfoberflächenkondensatoren und für die Wasserkästen industrieller Wärmetauscher.
Chemische Zusammensetzung
| Element | Erfordernis, % |
|---|---|
| Kupfer | 70.0 - 73.0 |
| Zink | Rest, nominell 27 - 29 |
| Zinn | 0.9 - 1.2 |
| Arsen | 0.02 - 0.06, hinzugefügt, um die Entzinkung zu verhindern |
| Eisen | 0,06 max |
| Führen | 0,07 max |
Die Zinn- und Arsenzusätze sind es, die Admiralitätsmessing von gewöhnlichem 70/30-Messing unterscheiden. Zinn verbessert die Beständigkeit gegen Aufprall und Entzinkung, während Arsen als kathodischer Inhibitor fungiert, der das Zink in Lösung hält, anstatt zu ermöglichen, dass es aus dem Metall ausgelaugt wird. Eisen und Blei werden an niedrige Decken gehalten, damit die Röhre stabil und formbar bleibt.
Mechanische und physikalische Eigenschaften
| Eigentum | Wertvoller, geglühter Zustand |
|---|---|
| Zugfestigkeit | 310 - 450 MPa |
| Streckgrenze, 0,5 % Dehnung | etwa 125 MPa |
| Dehnung in 50 mm | 30 % mind |
| Härte | ca. 65 HRB |
| Dichte | etwa 8,53 g/cm³ |
| Wärmeleitfähigkeit | ca. 110 W/(m·K) |
Rohre werden normalerweise in der geglühten Zustandsbezeichnung O61 für gerade Längen und in leicht gezogenem oder U-gebogenem Zustand geliefert, wenn das Bündel als fertige Baugruppe installiert werden soll. Der geglühte Zustand dehnt sich zuverlässig zu Rohrböden aus und toleriert die geringe Kaltverformung, die durch die Walzenexpansion entsteht.
Größenbereich und Lieferzustand
| Parameter | Reichweite |
|---|---|
| Außendurchmesser | 6 mm bis 80 mm |
| Wandstärke | 0,7 mm bis 3,5 mm |
| Längen | Gerade Längen bis ca. 12 m, oder nach Kondensatorzeichnung zugeschnitten |
| U-Biegeoption | U-gebogene Bündel mit passenden Schenkellängen und Biegeradien |
| Temperament | Standardmäßig O61 geglüht, andere Härtegrade nach Vereinbarung |
Bündel werden normalerweise mit fertig bearbeiteten Rohrenden für das Rohrbodenloch und mit Biegungen ohne Ovalität und Falten geliefert. Rohre werden in Holzkisten verpackt, wobei die Bohrungen geschützt sind, da eine beschädigte Bohrung der Ausgangspunkt für örtliche Korrosion im Betrieb ist.
Kondensator-, Entsalzungs- und Wärmetauscheranwendungen
Dampfoberflächenkondensatoren in Kraftwerken und Industrieanlagen.
Prozess- und Versorgungswärmetauscher für Kühltürme oder Flusswasser.
Verdampfer, Brennereien und Warmwasserbereiter.
Marine- und Offshore-Kühlsysteme in Süßwasser- und Brackwasserkreisläufen.
Ölkühler, Nachkühler und Schmierölwärmetauscher.
Vorwärmer und Kondensatoren von Entsalzungsanlagen, bei denen der Chloridgehalt mäßig ist.
Im Betrieb bildet die Legierung einen schützenden Oberflächenfilm, der kontinuierlich erneuert wird, und der Zinngehalt trägt dazu bei, dass der Film der turbulenten Strömung am Einlassende des Rohrs standhält, dem Punkt, an dem die meisten Aufprallfehler beginnen. Für den vollen Seewasserbetrieb bei hohen Geschwindigkeiten bleiben die Kupfer-Nickel-Qualitäten wie C70600 und C71500 die sicherere Wahl, und Admiralitätsmessing ist am besten für frisches, brackiges oder mäßig aggressives Kühlwasser reserviert.
Korrosionsverhalten und Auslegungsgeschwindigkeiten
Admiralty-Messing ist gut beständig gegen Süßwasser, Brackwasser und verschmutztes Flusswasser, und der Arsenzusatz verleiht ihm in den meisten Gewässern eine gute Entzinkungsbeständigkeit. Es eignet sich nicht für ammoniakhaltiges Kondensat, für Wässer mit hohen Rückständen an freiem Chlor oder für Anwendungen mit schwebenden Schleifmitteln. Die Auslegungsgeschwindigkeiten in sauberem Meerwasser sind normalerweise auf etwa 1,5 m/s begrenzt und werden dort niedriger angesetzt, wo das Wasser Sand mit sich führt. Zu niedrige Geschwindigkeiten hingegen ermöglichen die Ablagerung von Ablagerungen und verursachen einen Unter-Angriff auf die Ablagerungen. Der kathodische Schutz im Wasserkasten und die richtigen Abstände zwischen den Leitblechen tragen dazu bei, die Lebensdauer der Röhren zu verlängern.
Herstellung, Installation und Inspektion
Das Rohr wird mit einem Walzenexpander zu Rohrböden aufgeweitet oder gerollt und anschließend dichtgeschweißt, wenn eine vollständig dichte Verbindung erforderlich ist. U-Bögen werden auf einem Dorn geformt und wenn der Biegeradius eng ist, folgt ein Spannungsarmglühen, um die Kaltverformung zu entfernen, die die Biegung sonst anfällig für Spannungsrisse machen würde. Löten und Hartlöten werden für kleine Verbindungen verwendet, und silberhaltige Füllmetalle werden bevorzugt, wenn die Verbindung einer erhöhten Temperatur ausgesetzt ist. Bei der Reinigung nach der Fertigung müssen alle Spuren von Flussmittel, Öl und Spänen entfernt werden.
Das fertige Rohr wird auf Abmessungen, Wandstärke, Oberflächenbeschaffenheit und innere Festigkeit untersucht, wobei Wirbelstromprüfungen standardmäßig für Kondensatorbündel durchgeführt werden, pneumatische oder hydrostatische Prüfungen zum Nachweis der Dichtheit und Zug- und Härteprüfungen zur Bestätigung der Härte eingesetzt werden. Ein Mühlenprüfzertifikat nach EN 10204 3.1 liegt jeder Charge bei und für Kraftwerks- und Werftverträge wird eine Inspektion durch Dritte angeboten.
FAQ
F: Was unterscheidet Admiralitätsmessing von gewöhnlichem Messing?
Der Zinnzusatz verbessert die Beständigkeit gegen Erosion und Entzinkung, und der Arsenzusatz hemmt die selektive Auslaugung von Zink. Zusammen machen sie C44300 im Kühlwasserbetrieb weitaus langlebiger als ein einfaches 70/30-Messing.
F: Ist C44300 für Meerwasser geeignet?
Es ist für brackiges und leicht aggressives Meerwasser mit kontrollierter Geschwindigkeit geeignet. Für Hochgeschwindigkeits- oder stark belüftetes Meerwasser sind die Kupfer-Nickel-Sorten C70600 und C71500 die empfohlenen Materialien.
F: Welche Geschwindigkeitsbegrenzung gilt in sauberem Meerwasser?
Die Auslegungsgeschwindigkeiten werden im Allgemeinen auf etwa 1,5 m/s gehalten und dort reduziert, wo das Wasser Sand oder mitgerissene Luft mit sich führt. Außerdem wird eine Mindestgeschwindigkeit angewendet, um zu verhindern, dass sich Ablagerungen an der Rohrwand absetzen.
F: Wie werden Messingrohre mit einem Rohrboden verbunden?
Sie werden durch Walzen in die Rohrlöcher aufgeweitet, mit oder ohne Dichtungsschweißung. Die Ausdehnung wird kontrolliert, um ein Überrollen zu vermeiden, das eine Restzugspannung hinterlassen und die Lebensdauer des Schlauchs verkürzen kann.
F: Warum ist in der Spezifikation Arsen enthalten?
Arsen ist ein gezielter Inhibitorzusatz, der die Entzinkung verhindert, die selektive Korrosion der Zinkphase, die ansonsten in aggressivem Wasser Messingrohre perforieren würde.
F: Welche Tests werden mit einem Kondensatorbündel geliefert?
Überprüfung der Abmessungen und der Wandstärke, Ergebnisse der Zugfestigkeit und Härte, Wirbelstromprüfung der gesamten Länge, hydrostatische oder pneumatische Dichtheitsprüfung und ein Werksprüfzertifikat nach EN 10204 3.1, ausgestellt durch Schmelzennummer.
