Geltungsbereich der Spezifikation
ASTM B111 ist die Spezifikation für nahtlose Kondensatorrohre und Aderendhülsen aus Kupfer und Kupferlegierungen. Für UNS C23000 werden der Bereich der chemischen Zusammensetzung, die zulässigen Verunreinigungen, die Härtebezeichnungen, die Mindestwerte der mechanischen Eigenschaften und die zerstörungsfreien Prüfungen festgelegt, die für jedes Rohr durchgeführt werden müssen. Ein Kauf nach diesem Standard ist daher ein Kauf eines definierten Qualitätssystems sowie eines Materials.
C23000 ist ein Messing mit niedrigem-Zinkgehalt, auch Rotmessing genannt, das etwa 84 bis 86 Prozent Kupfer enthält. Aufgrund seines relativ hohen Kupfergehalts liegt es sowohl im Aussehen als auch im Verhalten zwischen handelsüblichem reinem Kupfer und Messing mit höherem Zinkgehalt.
Chemische Zusammensetzung von C23000
| Element | Zusammensetzung (Gew.-%) | Notiz |
|---|---|---|
| Kupfer (Cu) | 84.0 - 86.0 | Kupfer plus Silber als Differenz |
| Zink (Zn) | Rest | Hauptausgleichselement |
| Blei (Pb) | 0,05 max | Eingeschränkt hinsichtlich Duktilität und Bleikontrolle |
| Eisen (Fe) | 0,05 max | Rest |
| Andere Verunreinigungen | Jeweils maximal 0,15 | Individuelles Limit |
| Totale Verunreinigungen | 0,50 max | Summe aller anderen Elemente |
Die Grenzen sind bewusst eng. Der Kupfergehalt muss innerhalb eines Zwei-Punkte-Bandes gehalten werden, um die einphasige Struktur zu bewahren, die der Legierung ihre Duktilität verleiht, während Eisen, Blei und die anderen Rückstände begrenzt werden, da Überschüsse harte Partikel fördern, die Formbarkeit verringern und bei einigen Rückständen das Korrosionsverhalten beeinträchtigen.
Was jedes Element bewirkt
Kupfer.Bildet die Matrix und sorgt für Korrosionsbeständigkeit, Duktilität, Wärmeleitfähigkeit und rötliche Farbe. Mit 84 bis 86 Prozent ähnelt die Legierung im Charakter eher Kupfer als Messing.
Zink.Löst sich im Kupfer auf und erhöht die Festigkeit und Härte bei gleichzeitiger Kostensenkung. Da die Legierung nur 14 bis 16 Prozent ausmacht, ist sie weitaus weniger anfällig für Entzinkung als die Messinglegierungen 70/30 und 60/40.
Führen.Wird bei maximal 0,05 Prozent gehalten. Blei verbessert die Bearbeitbarkeit, verringert jedoch die Heißduktilität und ist für Anwendungen mit Trinkwasser- und Lebensmittelkontakt eingeschränkt. Daher ist sein niedriger Gehalt eher ein bewusstes Merkmal dieser Sorte als ein zufälliges Ergebnis.
Eisen.Wird bei maximal 0,05 Prozent gehalten, da grobe eisenreiche Partikel während des Ziehens als Spannungserhöher wirken und die Oberflächenbeschaffenheit des Rohrs beeinträchtigen können.
Andere Verunreinigungen.Einzeln auf 0,15 Prozent und kollektiv auf 0,50 Prozent geregelt, wodurch die elektrische Leitfähigkeit und das Korrosionsverhalten von Charge zu Charge vorhersehbar bleiben.
Temperamente und mechanische Anforderungen
| Temperament | Zugfestigkeit | Härte | Verlängerung |
|---|---|---|---|
| Geglüht, O60 | Ungefähr 260 - 300 MPa | Ungefähr 50 HRB | 40 Prozent oder mehr |
| Leicht gezeichnet, H55 | Ungefähr 300 - 350 MPa | Über 55 - 60 HRB | 20 - 30 Prozent |
| Halbhart, H04 | Ungefähr 400 - 450 MPa | Ungefähr 70 HRB | 10 - 15 Prozent |
Die mechanischen Mindestwerte für jede Härte sind in der Norm definiert und werden am fertigen Rohr überprüft. Da die Härte sowohl die Festigkeit als auch das Umformverhalten verändert, muss der erforderliche Zustand bei der Bestellung angegeben und an die Art und Weise angepasst werden, wie das Rohr im Betrieb gebogen, aufgeweitet, gewickelt oder aufgeweitet wird. Härtere Härtegrade ermöglichen eine höhere Druckfestigkeit, lassen jedoch eine geringere Dehnung für Installationsarbeiten zu.
Analytische und zerstörungsfreie-Verifizierung
Die Einhaltung der Zusammensetzungsgrenzwerte wird durch chemische Analyse einer aus jeder Charge oder Charge entnommenen Probe, üblicherweise durch optische Emissionsspektrometrie, nachgewiesen, wobei das Ergebnis anhand der obigen Tabelle ausgedrückt wird. Die mechanischen Anforderungen werden durch Zugversuche überprüft, um die Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnung für den bestellten Zustand zu ermitteln.
Da der Ausfall von Kondensatorrohren in der Regel auf einen internen Defekt zurückzuführen ist, fordert die Norm auch eine zerstörungsfreie Prüfung. Das fertige Rohr wird einer Wirbelstromprüfung unterzogen, um Risse, Einschlüsse, Überlappungen und andere Diskontinuitäten entlang der Länge zu erkennen. Zusätzliche mechanische Prüfungen wie Abflachungs- und Ausdehnungstests werden verwendet, um zu bestätigen, dass das Rohr ohne Risse installiert werden kann. Die Maßprüfung umfasst Außendurchmesser, Wandstärke und Länge sowie eine Sichtprüfung der Bohrung und Oberflächenbeschaffenheit.
Anwendungen der C23000-Röhre
Wärmetauscher- und Kondensatorrohre in Frischwasser- und chloridarmen Kühlkreisläufen
Kondensat-, Wasser- und Niederdruck-Prozessleitungen, bei denen ein blei{{1}freies oder bleiarmes-Material bevorzugt wird
Rohre, Ventilkörper und Armaturen für Sanitär- und Sanitärinstallationen
Architektonische und dekorative Rohre, Formteile und Schienenbeschläge
Niedrig-Strom- und Instrumentenschläuche
Komponenten für Musikinstrumente und allgemeine Rohrbaugruppen
Der Typ sollte nicht zum ständigen Eintauchen in Meerwasser oder für den Einsatz in Kontakt mit Ammoniak, Ammoniumverbindungen oder stark sauren Medien verwendet werden. In Frischwasserkreisläufen sollten der pH-Wert und der gelöste Sauerstoff innerhalb der für Kupferlegierungen zulässigen Bereiche gehalten werden, um lokale Angriffe zu vermeiden, und das Rohr sollte vor der Inbetriebnahme nicht unter stagnierenden Bedingungen nass stehen.
FAQ
F: Wie hoch ist der Kupfergehalt von Messingrohren nach ASTM B111 C23000?
Der Kupfergehalt wird zwischen 84,0 und 86.0 Gewichtsprozent angegeben, einschließlich Silber, der Rest macht Zink aus. Damit gehört die Legierung zur Familie der Rotmessinge mit niedrigem Zinkgehalt.
F: Warum ist der Bleigrenzwert auf 0,05 Prozent festgelegt?
Blei verbessert die Bearbeitbarkeit, beeinträchtigt aber die Warmformbarkeit und ist im Trinkwasser- und Lebensmittelkontakt-beschränkt. Bei einem maximalen Anteil von 0,05 Prozent bleibt die Formbarkeit erhalten und die Röhre bleibt für Anwendungen mit niedrigem Bleigehalt geeignet.
F: Was bedeutet der Gesamtverunreinigungsgrenzwert?
Einzelne Restbestandteile sind auf 0,15 Prozent und ihre Summe auf 0,50 Prozent begrenzt. Dadurch bleiben Leitfähigkeit, Duktilität und Korrosionsverhalten von Charge zu Charge konstant.
F: Wie wird die Zusammensetzung überprüft?
Durch chemische Analyse einer Probe aus jeder Charge, normalerweise unter Verwendung optischer Emissionsspektrometrie und anhand der in der Spezifikation angegebenen Grenzwerte.
F: Welche zerstörungsfreien Tests fordert der Standard?
Das fertige Rohr wird mit der Wirbelstrommethode untersucht, um interne und externe Diskontinuitäten zu finden, ergänzt durch mechanische Tests wie Abflachung und Ausdehnung sowie durch Maß- und Sichtprüfung.
F: Welche Temperatur sollte für einen Wärmetauscher bestellt werden?
Geglühte Rohre werden dort verwendet, wo das Rohr gebogen, gewickelt oder zu Rohrböden gerollt werden muss, während ein leicht-gezogenes oder halb-hartes Temperieren gewählt wird, wenn höhere Festigkeit und Steifigkeit erforderlich sind und die Formgebung begrenzt ist.
