Was C72200 Nickel-Weißkupfer ist
C72200 ist eine Kupfer-Nickel-Legierung im UNS-Nummerierungssystem, die oft als Chrom-modifiziertes 85/15-Kupfernickel beschrieben wird, da sie nominell 15 % Nickel zusammen mit einem absichtlichen Chromzusatz enthält. Im Fachhandel wird die Legierung auch Nickel-Weißkupfer genannt. Es wurde für Kondensator- und Wärmetauscherrohre entwickelt, bei denen das Kühlwasser Meerwasser oder Brackwasser ist und die Strömungsgeschwindigkeiten hoch genug sind, um herkömmliche Kupfernickel- oder Aluminium-Messingrohre anzugreifen.
Das Unterscheidungsmerkmal von C72200 ist der Chromgehalt. Chrom in dieser Legierung verbessert die Beständigkeit gegen Aufprallangriffe und Erosionskorrosion, sodass das Rohr höhere Meerwassergeschwindigkeiten als eine unmodifizierte Kupfer-Nickel-Qualität aushält und dennoch den dünnen, stabilen Korrosionsproduktfilm bildet, der Kupfer-Nickel-Legierungen in sauberem Meerwasser schützt.
Chemische Zusammensetzung
| Element | Inhalt | Funktion |
|---|---|---|
| Nickel, einschließlich Kobalt | 15,0 % bis 18,0 % | Hauptlegierungszusatz; Verleiht Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit gegenüber Meerwasser |
| Chrom | 0,30 % bis 0,70 % | Verbessert die Beständigkeit gegen Aufprall- und Erosionskorrosion bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten |
| Eisen | 0,50 % bis 1,00 % | Verbessert den Widerstand gegen Angriffe durch fließendes Meerwasser |
| Mangan | 0,50 % bis 1,00 % | Desoxidiert die Schmelze und unterstützt die Gieß- und Heißverarbeitbarkeit |
| Titan | Maximal 0,50 % | Kontrollierte Rückstände aus der Desoxidationspraxis |
| Kupfer | Rest | Basis der Legierung |
| Andere Elemente | Beschränkt | Es gelten Grenzwerte für Verunreinigungen, um die Schweißbarkeit und Formbarkeit zu schützen |
Zusammensetzungsgrenzen für die Legierung in Rohrform sind in ASTM B111 veröffentlicht, und Platten, Bleche und Bänder derselben Qualität werden in ASTM B122 abgedeckt. Kobalt wird bei der Überprüfung der Analyse zusammen mit dem Nickel gezählt, was bei Kupfer-Nickellegierungen üblich ist, und Eisen plus Mangan bestimmen zusammen einen Großteil der Meerwasserleistung des Materials.
Mechanische Eigenschaften und Temperaturen
Die mechanischen Eigenschaften von C72200 hängen von der Härte ab, in der das Rohr oder Blech geliefert wird, genau wie bei anderen Kupferknetlegierungen. Weichgeglühte Vergütungen werden verwendet, wenn das Rohr gebogen oder aufgeweitet werden muss, und kaltverformte Vergütungen erhöhen die Festigkeit und Härte auf Kosten der Duktilität. Für nach ASTM B111 gelieferte Rohre sind die Zugfestigkeit, die Streckgrenze, gemessen bei 0,5 % Dehnung unter Last, und die Dehnung in der Norm für die bestellte Härte angegeben, und im Werkszertifikat sind die tatsächlichen Werte für die Charge angegeben.
Eine praktische Konsequenz besteht darin, dass der Käufer den Härtegrad und die Produktnorm angeben sollte, anstatt eine einzelne Zugfestigkeitszahl anzugeben. Zwei Rohre mit identischer Chemie können sich in der Festigkeit erheblich unterscheiden, einfach weil eines geglüht und das andere kaltverformt wurde.
| Eigentum | Verhalten von C72200 |
|---|---|
| Zugfestigkeit | Tabelliertes Minimum für die bestellte Härte in ASTM B111; Kaltumformung erhöht sie, Glühen senkt sie |
| Streckgrenze | Gemessen bei 0,5 % Dehnung unter Last und angegeben mit der Härte; Kaltverformte Rohre sind deutlich fester als geglühte Rohre |
| Verlängerung | Am höchsten im geglühten Zustand, weshalb geglühte Rohre zum Biegen und Aufweiten verwendet werden |
| Härte | Erhöht sich bei Kaltarbeit; Wird als Werkstattkontrolle verwendet, um sicherzustellen, dass die Temperatur korrekt ist |
| Elastizitätsmodul | Ungefähr 130 GPa, typisch für die Kupfer--Nickel-Familie |
| Dichte | Etwa 8,9 g/cm³ |
| Kristallstruktur | Flächen-kubisch zentriert, dadurch gute Duktilität |
Korrosion und physikalisches Verhalten
In sauberem, belüftetem Meerwasser bildet C72200 einen schützenden Korrosionsproduktfilm, der die Korrosionsrate niedrig und gleichmäßig hält. Der Chromzusatz erweitert den Geschwindigkeitsbereich, über den der Film überlebt, weshalb die Legierung in Kondensatoren verwendet wird, bei denen die Rohrgeschwindigkeiten erhöht werden, um die Wärmeübertragung zu verbessern. Kupfer-Nickel-Legierungen sind auch beständig gegen Spannungsrisskorrosion durch Chlorid, was in warmen Chloridumgebungen einen Vorteil gegenüber austenitischen Edelstählen darstellt.
Zwei Einschränkungen sollten verstanden werden. Bei Kupfer--Nickellegierungen kann es in ammoniakhaltigen Umgebungen zu Spannungsrisskorrosion kommen. Daher verdienen verschmutztes Meerwasser, Kondensat aus ammoniakführenden Systemen und Ammoniakdampf um Rohrböden herum Aufmerksamkeit. Und die Legierung ist nicht immun gegen Unter-Korrosion; Ablagerungen, Schlamm oder biologisches Wachstum auf der Wasserseite führen zu Sauerstoffmangel an der Oberfläche und schaffen lokale Bedingungen für Lochfraßbildung unter der Ablagerung.
Die elektrische Leitfähigkeit beträgt nur einen kleinen Bruchteil der von reinem Kupfer, und die Wärmeleitfähigkeit ist zwar geringer als die von reinem Kupfer, aber für meerwassergekühlte Wärmeübertragungsaufgaben mehr als ausreichend. C72200 wird wegen der Korrosionsleistung unter Strömung ausgewählt, nicht wegen der Leitfähigkeit.
Wärmebehandlung und Fertigung
Für Rohranwendungen wird C72200 normalerweise im geglühten Zustand geliefert. Glüh- und Entspannungsbehandlungen müssen bei Temperaturen durchgeführt werden, die das Material erweichen, ohne die Struktur übermäßig zu vergröbern, und der Zeitplan sollte bei der Bestellung festgelegt und nicht in der Werkstatt improvisiert werden. Die Angabe einer Wärmebehandlungstemperatur, die unsinnig ist, stellt eine zuverlässige Möglichkeit dar, eine Rohrcharge zu zerstören. Daher sollte der Temperaturbereich immer vom Materiallieferanten stammen und im Prozessblatt vermerkt sein.
Die Kaltumformung eignet sich hervorragend, sodass Rohre gebogen und zu Rohrböden gerollt werden können, ohne dass es zu Rissen kommt, wenn die richtige Härte vorliegt.
Die Warmumformung erfolgt in einem Temperaturbereich unterhalb des Schmelzpunkts der Legierung und oberhalb der Temperatur, bei der das Material spröde wird.
Glühen wird zwischen Kaltumformvorgängen eingesetzt, wenn eine große Gesamtreduktion erforderlich ist.
Schweißen und Hartlöten sind mit auf die Legierung abgestimmten Zusatzwerkstoffen möglich; Aufgrund der Chrom- und Titanzusätze müssen die Wärmezufuhr und die Zwischenlagentemperatur kontrolliert werden.
Spannungsabbau nach starker Umformung ist eine gute Praxis für Komponenten, die einer Ammoniakbehandlung ausgesetzt sind.
Wo C72200 verwendet wird
Kondensator- und Wärmetauscherrohre in Kraftwerken, Schiffen und Meerwasserentsalzungsanlagen
Rohrplatten und Wasserkästen in meerwassergekühlten Geräten
Rohrleitungen und Armaturen in Schiffs- und Offshore-Systemen
Komponenten, die Meerwasser mit hoher Geschwindigkeit ausgesetzt sind und bei denen Erosionskorrosion der begrenzende Faktor ist
Inspektionspunkte und häufige Fallstricke
Bestätigen Sie den Gehalt anhand eines Zertifikats und prüfen Sie Nickel mit Kobalt, Chrom, Eisen und Mangan anhand der Spezifikationsgrenzen.
Überprüfen Sie die Härte und die entsprechenden Zug-, Streckgrenzen- und Dehnungswerte für das Los.
Testen Sie die Röhre vor der Installation mit Wirbelstrom auf Wandfehler und bewahren Sie die Aufzeichnungen als Grundlage auf.
Überprüfen Sie die Korngröße und den Oberflächenzustand, da beides Einfluss auf die Biege- und Walzleistung hat.
Halten Sie die Rohre vor der Installation trocken und frei von Chloridverunreinigungen.
Die immer wiederkehrende Gefahr besteht darin, alle Kupfernickel als ein Material zu behandeln. Unmodifiziertes Kupfer--Nickel und die mit Chrom-modifizierte Sorte unterscheiden sich in dem Geschwindigkeitsbereich, den sie tolerieren, und C72200 sollte nicht bestellt werden, nur weil in einem Angebot Kupfernickelrohr erwähnt wird. Geben Sie in der Bestellung die UNS-Klasse und die Norm an und fordern Sie auf dem Zertifikat die Analyse und die mechanischen Testergebnisse an.
FAQ
F: Was ist C72200 Nickel-Weißkupfer?
Es handelt sich um eine Chrom-modifizierte Kupfer-Nickellegierung mit nominell 15 % Nickel, die hauptsächlich für Kondensator- und Wärmetauscherrohre im Meerwasserbereich verwendet wird.
F: Wie unterscheidet sich C72200 von gewöhnlichem Kupfernickel?
Der Chromzusatz im Bereich von 0,30 % bis 0,70 % verbessert die Beständigkeit gegen Aufprall- und Erosionskorrosion, sodass das Rohr höhere Meerwassergeschwindigkeiten toleriert.
F: Welcher Standard deckt die C72200-Röhre ab?
Nahtlose Rohre sind in ASTM B111 spezifiziert, Platten, Bleche und Streifen derselben Güteklasse in ASTM B122.
F: Welche Temperatur wird für Kondensatorrohre verwendet?
Weichgeglühte Rohre sind normal, da sie ohne Rissbildung gebogen und in den Rohrboden hinein aufgeweitet werden müssen. Für andere Produktformen werden kaltverfestigte Härtegrade verwendet.
F: Kann C72200 geschweißt werden?
Ja, mit auf die Legierung abgestimmten Füllstoffen und kontrollierter Wärmeeinbringung. Wie bei allen Kupfer--Nickellegierungen sind die Sauberkeit des Verbindungsbereichs und die Kontrolle der Zwischenlagentemperatur von entscheidender Bedeutung.
F: Was begrenzt die Lebensdauer von C72200-Röhren?
Verschmutztes oder ammoniakhaltiges Wasser, Ablagerungen, die zu Lochfraßbildung führen, und übermäßige Fließgeschwindigkeit. In sauberem Meerwasser hält die Legierung bei richtiger Wasseraufbereitung sehr lange.
