Zavarene i bešavne cijevi u izmjenjivačima topline od legure bakra
C68700 aluminijska mesingana cijev izmjenjivača topline proizvodi se na dva načina. Bešavna cijev izrađena je od lijevane i vruće obrađene gredice koja je hladno izvučena na željenu veličinu, a njezinu kvalitetu regulira ASTM B111/B111M, standardna specifikacija za bešavne kondenzatorske cijevi od bakra i-legura bakra i ferule. Zavarena cijev izrađena je od trake koja je smotana u cilindar, spojena kontinuiranim uzdužnim varom i zatim žarena i izvučena ili dimenzionirana, a zavarena cijev izmjenjivača topline pokrivena je vlastitom specifikacijom proizvoda za zavarenu cijev od bakra i-legure bakra, a ne B111.
Ta je razlika komercijalno i tehnički važna. Kupci koji trebaju zavareni proizvod trebaju navesti specifikaciju zavarene cijevi u narudžbi, tako da su kvaliteta zavara, režim ispitivanja i granice prihvatljivosti napisani za zavarenu cijev umjesto da se čitaju preko standarda za bešavne spojeve. Ovaj članak uspoređuje dvije rute i objašnjava gdje svaka od njih pripada.
Uobičajene vrste cijevi izmjenjivača topline od legure bakra
| Razred | UNS broj | Glavni legirajući elementi | Tipična primjena |
|---|---|---|---|
| Admiralska mjed | C44300 | Bakar, cink, kositar, inhibitor arsena | Brodski kondenzatori, elektrane, čista morska voda |
| Aluminijski mesing | C68700 | Bakar, aluminij, cink, inhibitor arsena | Kondenzatori i izmjenjivači topline morske vode |
| 90-10 bakar-nikal | C70600 | Bakar s oko 10 % nikla i željeza | Postrojenja za desalinizaciju, brodogradnja, voda veće brzine |
| 70-30 bakar-nikal | C71500 | Bakar s oko 30 % nikla i željeza | Visokotlačni kondenzatori, offshore platforme |
| 80-20 bakar-nikal | C71000 | Bakar s oko 20 % nikla | Grijači napojne vode i isparivači |
Među njima, aluminijski mjed ostaje najčešći zavareni ili bešavni izbor za jedinice hlađene morskom vodom jer uravnotežuje otpornost na koroziju i toplinsku vodljivost i cijenu. Razine bakra-nikla navedene su kada je voda onečišćena, kada je brzina velika ili kada su uključene više temperature.
Narav i uvjeti opskrbe
| Stanje | Opis | Pogodnost |
|---|---|---|
| žareno (meko) | Potpuno rekristaliziran nakon završnog izvlačenja ili žarenja zavara | U-avijanje, širenje cijevne ploče, opći rad izmjenjivača topline |
| Svjetlo nacrtano | Umjereni hladni rad nakon žarenja | Ravne cijevi kojima je potrebna dodatna krutost |
| Teško nacrtano | Maksimalna čvrstoća i tvrdoća | Primjena ravnih cijevi pod visokim pritiskom |
| Kao zavaren i žaren | Zavarena traka, zavar normaliziran pa dimenzioniran | Dugi snopovi u niskom i srednjem tlaku |
U žarenom stanju, ASTM B111 zahtijeva minimalnu vlačnu čvrstoću od 345 MPa i minimalnu granicu tečenja od 125 MPa za C68700, što je osnova na kojoj se naručuje većina cijevi kondenzatora za morsku vodu. Žarenje nakon hladne obrade ili zavarivanja je ono što uklanja zaostala naprezanja, vraća duktilnost i, za zavarenu cijev, normalizira zonu zavara tako da se njeno korozijsko ponašanje približava onom osnovnog metala.
Zavarena naspram bešavne cijevi
Bešavna cijev zadana je za kritične kondenzatore jer ne sadrži uzdužni zavar, a time ni diskontinuite-povezane sa zavarom. Tolerira veće pritiske i univerzalno je prihvaćen u specifikacijama za upotrebne svrhe, a njegova kontrola dimenzija nakon hladnog izvlačenja je izvrsna. Njegovi nedostaci su cijena i ograničenje najveće duljine koja se može proizvesti i isporučiti.
Zavarena cijev se izrađuje od trake, što je čini jeftinijom i omogućava vrlo duge namotaje ili ravne duljine s manje spojeva u snopu. Moderna kvaliteta zavara je visoka, a nakon žarenja zavara otpornost šava na koroziju je slična onoj matične trake. Njegova ograničenja su da zavar ostaje potencijalno mjesto za preferencijalni napad ako je žarenje nepotpuno, da je sposobnost pritiska niža od usporedive bešavne cijevi i da neki krajnji korisnici jednostavno ne dopuštaju zavarenu cijev u kondenzatorima bez obzira na kvalitetu.
Praktično pravilo odabira je korištenje bešavne cijevi tamo gdje je izmjenjivač kritičan, gdje su tlak ili brzina vode visoki ili gdje su specifikacije napisane za elektroprivredu. Zavarena cijev je prikladna za izmjenjivače topline nižeg tlaka, za velike snopove gdje velike duljine smanjuju spojeve i vrijeme montaže, te za primjene gdje to izričito dopušta specifikacija kupca. U svakom slučaju u narudžbenici treba navesti koja se specifikacija proizvoda primjenjuje, zahtjev za kvalitetom zavara, režim ispitivanja i mora li se zavar postaviti dalje od zona najveće erozije.
Ispitivanje, pregled i ugradnja
Oba proizvoda ispituju se kemijskom analizom, ispitivanjem vlačnosti i tvrdoće, ispitivanjem dimenzija i površine te ispitivanjem hidrostatskim tlakom. Zavarena cijev dodatno zahtijeva provjeru zavara, obično ispitivanjem zone zavara vrtložnim strujama i testovima ravnanja i obrnutog ravnanja koji opterećuju šav i otkrivaju slabo taljenje. Ispitivanje vrtložnim strujama pune duljine specificirano je za bešavne i zavarene cijevi kada to zahtijeva dužnost, s osjetljivošću postavljenom izbušenom referentnom rupom ili ekvivalentnim umjetnim nedostatkom dogovorenim s kupcem.
Tijekom ugradnje cijev se proteže u cijevnu ploču kontroliranom silom, provjerava se ispravan razmak između pregrada, a cijevi se održavaju bez ogrebotina i tragova-sa amonijakom, budući da će bilo što od toga izazvati kvarove u opskrbi morskom vodom. Krajevi cijevi trebaju ostati zatvoreni do postavljanja, a snop treba isprati prije puštanja u rad kako bi se uklonili ostaci koji bi se inače taložili i uzrokovali koroziju pod-naslaga.
FAQ
P: Je li ASTM B111 specifikacija za zavarene cijevi?
Ne, ASTM B111 pokriva bešavne kondenzatorske cijevi od bakra i-legure bakra i prsten; zavarena cijev izmjenjivača topline naručuje se prema specifikaciji zavarene cijevi.
P: Koja se temperatura koristi za C68700 cijev izmjenjivača topline?
Žareno stanje s minimalnom vlačnom čvrstoćom od 345 MPa i minimalnom granicom tečenja od 125 MPa normalan je izbor za U-savijene i proširene snopove cijevi.
P: Da li zavarena aluminijska mesingana cijev korodira na mjestu zavara?
Ne ako je zavar pravilno oblikovan i potpuno žaren; nepotpuno žarenje ostavlja napregnuti, kompozicijski poremećeni spoj koji može prvenstveno korodirati.
P: Kako se zavarena cijev može usporediti s bešavnom cijevi u pogledu cijene i duljine?
Zavarena cijev općenito je jeftinija i može se isporučiti u većim duljinama, što smanjuje broj spojeva u velikom snopu, ali je ograničena u mogućnosti pritiska.
P: Koju leguru bakra treba koristiti za zagađenu morsku vodu?
Vrste bakar-nikla kao što su C70600 i C71500 poželjne su za zagađenu morsku vodu ili morsku vodu veće brzine, gdje bi aluminijski mjed pretrpio udar ili selektivan napad.
P: Koje testiranje dokazuje kvalitetu snopa zavarenih cijevi?
Ispitivanje hidrostatskim tlakom, ispitivanje vrtložnim strujama po cijeloj dužini i testovi spljoštenja ili obrnutog spljoštenja zavara, potkrijepljeni certifikatima o kemijskim i mehaničkim ispitivanjima za toplinu.
