C68700 Aluminium-Messing-Kondensatorrohre für Hochgeschwindigkeits-Kühlwasser
C68700 ist ein inhibiertes Aluminiummessing: eine Kupfer-Zink-Legierung, die Aluminium für Festigkeit und Filmstabilität sowie einen kleinen Arsenzusatz enthält, der die Entzinkung blockiert. Diese Sorte ist für eine anspruchsvolle Aufgabe vorgesehen, bei der schnelles und aggressives Kühlwasser jahrzehntelang ohne Leckage durch einen Kondensator geleitet wird. Wenn Geschwindigkeit, Schwebstoffe und gelöstes Salz gleichzeitig auf das Rohr einwirken, verlieren reine Kupferlegierungen Metall aus der Bohrung und C68700 hält seine Wand.
Der Aluminiumgehalt verleiht der Legierung ihre Widerstandsfähigkeit gegen Aufprallangriffe. Es bildet auf der Wasserseite eine dünne, zähe Oxidschicht, und der Arseninhibitor verhindert, dass Zink selektiv durch diese Schicht hindurch gelöst wird. Diese Kombination ist der Grund, warum inhibiertes Aluminiummessing zum Standardmaterial für Kondensatorrohre in Dampfkraftwerken, Schiffsanlagen und Entsalzungsanlagen wurde.
Legierungschemie
Die folgenden Werte sind die Spezifikationsgrenzen für die Knetlegierung in Gewichtsprozent. Kupfer plus die Summe der genannten Elemente beträgt mindestens 99,5 Prozent, im Kupferwert ist auch Silber enthalten.
| Element | Inhalt (Gew. %) | Zweck |
|---|---|---|
| Kupfer | 76.0 - 79.0 | Unedles Metall; transportiert Wärme und setzt das Korrosionspotential frei |
| Aluminium | 1.8 - 2.5 | Bildet den Schutzfilm, der Stößen standhält |
| Arsen | 0.02 - 0.06 | Inhibitor, der die Entzinkung unterdrückt |
| Führen | 0,07 max | Rest; für den Seewassereinsatz niedrig gehalten |
| Eisen | 0,06 max | Rest; kontrolliert, um die Duktilität zu schützen |
| Zink | Gleichgewicht | Stärkendes Element |
Standardbezeichnungen
| System | Bezeichnung | Umfang |
|---|---|---|
| UNS | C68700 | Gehemmtes Aluminium-Messing, geschmiedet |
| ASTM | B111/B111M | Nahtloses Kondensator-, Verdampfer- und Wärmetauscherrohr |
| ASTM | B395/B395M | U-nahtloses Rohr für Wärmetauscher und Kondensator |
| ASME | SB111, SB395 | Äquivalente ASME-Spezifikationen für den Druckbetrieb |
| Britisch und ISO | CZ110, CuZn22Al2 | Nationale und internationale Äquivalente derselben Legierung |
Da die Legierung in mehr als einem System vorkommt, sollte in einer Bestellung die Norm angegeben werden, die die Inspektion und Toleranzen regelt, sowie die Legierung selbst. Zwei Röhrchen mit der gleichen C68700-Kennzeichnung können sich dennoch in Härte, Korngröße und Testverfahren unterscheiden.
Mechanische und physikalische Daten
Zwei Zustände decken die meisten Kondensatorarbeiten ab. Rohre im geglühten Zustand sind die übliche Wahl für Meerwasseranwendungen, da eine vollständig rekristallisierte Struktur sowohl formbar als auch beständig gegen Spannungskorrosion in ammoniakführenden Umgebungen ist. Rohre, die mit einer kontrollierten Feinkorngröße im Bereich von 0,025 mm nominal geliefert werden, bieten eine höhere Festigkeit bei gleicher Wand.
| Eigentum | Wert | Zustand |
|---|---|---|
| Zugfestigkeit | Etwa 415 MPa (60 ksi) typisch | Rohr, Nennkorngröße 0,025 mm |
| Streckgrenze, 0,5 % Dehnung | Etwa 186 MPa (27 ksi) typisch | Rohr, Nennkorngröße 0,025 mm |
| Verlängerung | Etwa 55 % typisch | Rohr, Nennkorngröße 0,025 mm |
| Zugfestigkeit, minimal | 345 MPa (50 ksi) | Geglühtes Rohr |
| Streckgrenze, minimal | 125 MPa (18 ksi) | Geglühtes Rohr |
| Dichte | 8,33 g/cm3 | Raumtemperatur |
| Schmelzbereich | 932 - 971 C Solidus zu Liquidus | Raumdruck |
| Wärmeleitfähigkeit | Etwa 100 W/m K bei 20 °C | Raumtemperatur |
| Elektrische Leitfähigkeit | 23 % InVeKoS | Raumtemperatur |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 18,5 x 10-6 pro C, 20 - 300 C | Raumtemperatur bis Betriebstemperatur |
Die Zahlen erklären, warum die Legierung als Wärmeübertragungsfläche verwendet wird. Die Wärmeleitfähigkeit ist hoch genug, damit dünne Kondensatorwände die Wärme effizient transportieren können, während die Ausdehnung moderat und vorhersehbar ist, sodass die Verbindungen von Rohr zu Rohrboden während der normalen Wärmezyklen eines Kraftwerks dicht bleiben.
Warum Hochgeschwindigkeits-Kühlwasser der schwierigste Fall ist
Der Aufprallangriff konzentriert sich am Rohreinlass, wo Turbulenzen und mitgerissene Luft den Schutzfilm abtragen. Aluminiummessing widersteht dieser lokalen Ausdünnung besser als ungehindertes Messing.
Erosion-Korrosion entsteht stromabwärts von Biegungen, Leitblechen und plötzlichen Kontraktionen. Eine gute Rohrgeometrie und der richtige Stützabstand sind ebenso wichtig wie die Wahl der Legierung.
Verschmutztes oder sulfidhaltiges Wasser ist aggressiver als sauberes Meerwasser und verkürzt die Lebensdauer der Rohre, unabhängig davon, welche Qualität verwendet wird.
Ammoniak, das in einigen Kondensatoren und in geschlossenen Kühlkreisläufen vorhanden ist, greift beanspruchte Kupferlegierungen an. Das Rohr wird daher geglüht und frei von schädlichen Eigenspannungen geliefert.
Geschwindigkeitsgrenzen werden durch Konstruktionsrichtlinien für Oberflächenkondensatoren als Funktion des Rohrmaterials, der Wasserqualität und der Temperatur festgelegt und sollten eher respektiert als angenommen werden.
Typische Anwendungen
Kondensatorrohre für Hochgeschwindigkeitskühlwasser, einschließlich Kraftwerkskondensatoren auf See und an Land.
Meerwasserkühlsysteme auf Schiffen, Offshore-Plattformen und Küstenanlagen.
Entsalzungsanlagen und Salzwasseraufbereitungsanlagen.
Verdampfer-, Destillier- und Wärmetauscherrohre, die turbulentem oder verunreinigtem Wasser ausgesetzt sind.
Industrielle Kühlkreisläufe, die Brack- oder Salzwasser zirkulieren lassen.
FAQ
F: Warum wird in Kondensatoren C68700 anstelle von reinem Messing verwendet?
Normales Messing enthält keinen Inhibitor und keinen Aluminiumfilmbildner und unterliegt daher einer Entzinkung und einem schnellen Aufprallangriff in schnellem Meerwasser. C68700 kombiniert einen Arseninhibitor mit Aluminium, wodurch die Rohrwand auch bei Kühlwassergeschwindigkeiten stabil bleibt, die gewöhnliches Messing zerstören würden.
F: Was ist der Unterschied zwischen C68700 und Admiralitätsmessing?
Admiralitätsmessing ist ein inhibiertes Zinnmessing, das in saubererem, langsamerem Kühlwasser verwendet wird. C68700 fügt Aluminium hinzu, was die Widerstandsfähigkeit gegen Stöße und Erosion erhöht, und ist die bevorzugte Sorte, wenn die Geschwindigkeiten hoch sind oder das Wasser abrasive Feststoffe mit sich führt.
F: Welche ASTM-Spezifikation gilt für C68700-Kondensatorrohre?
Nahtlose Kondensator-, Verdampfer- und Wärmetauscherrohre werden gemäß ASTM B111/B111M bestellt, U--Bogenrohre gemäß ASTM B395/B395M. ASME SB111 und SB395 sind die entsprechenden ASME-Spezifikationen für den Druckhaltebetrieb.
F: Welches Temperament sollte angegeben werden?
Geglühte Rohre sind für den Einsatz in Kondensatoren üblich, da sie formbar sind, sich leicht zu einem Rohrboden ausdehnen lassen und beständig gegen Spannungskorrosion in ammoniakhaltigem Wasser sind. Wenn eine höhere Festigkeit erforderlich ist, bietet der feinkörnige Rohrzustand eine bessere Kombination aus Festigkeit und Duktilität.
F: Wie wird die Röhre vor der Auslieferung getestet?
Rohre werden normalerweise zusätzlich zu Maßprüfungen und einem Drucktest durch Wirbelstromprüfungen untersucht, wobei die Prüfmethode und die Akzeptanzgrenzen in der maßgeblichen Produktspezifikation angegeben sind. Prüfzertifikate sollten vor der Installation anhand der Bestellung überprüft werden.
F: Können C68700-Röhren auch in Süßwasser verwendet werden?
Ja, aber die Sorte ist teurer als die Legierungen, die für sauberes Süßwasser benötigt werden. Die Wirtschaftlichkeit von Aluminiummessing beruht auf Hochgeschwindigkeitsanwendungen mit hohem Chloridgehalt, bei denen geringere Legierungen häufige Neurohre erfordern würden.
