Hva C71500 70/30 kobber-nikkel er
C71500, ofte kalt 70/30 kobber-nikkel eller 70/30 cupronickel, er en kobberlegering som inneholder 29 til 33 % nikkel med kontrollert jern og mangan. Den kombinerer moderat styrke med god bearbeidbarhet, formbarhet og sveisbarhet, og den beholder sin integritet ved høy-temperatur, høy-trykk og høy-hastighetssjøvann der messingrør svikter.
Kvaliteten leveres normalt som sømløst eller sveiset rør for kondensatorer og-varmevekslerskall, og også som plate, stang, beslag og flenser. Sinkinnholdet holdes på maksimalt 1 %, så avsinking er rett og slett ikke en feilmodus, som er den grunnleggende forskjellen fra Admiralty-messing når det gjelder sjøvannsplikt.
Kjemisk sammensetning
| Element | Område, % | Nominell, % | Funksjon |
|---|---|---|---|
| Cu | Rest | 69.5 | Uedelt metall |
| Ni | 29.0 - 33.0 | 30.0 | Filmdannelse og korrosjonsbestandighet |
| Fe | 0.40 - 1.00 | 0.50 | Filmens holdbarhet og erosjonsbestandighet |
| Mn | 1,00 maks | - | Deoksidasjon og styrke |
| Zn | 1,00 maks | - | Urenhet |
| Pb | 0,05 maks | - | Urenhet |
Jernserien fortjener oppmerksomhet. En kontrollert tilsetning på 0,40 til 1,00 % er avgjørende, fordi jern er det som gjør den beskyttende overflatefilmen holdbar under høy vannhastighet. Å forenkle dette kravet til maksimalt 0,5 % undervurderer spesifikasjonen og bør ikke brukes som en kjøpsgrense.
Mekaniske og fysiske egenskaper
| Eiendom | Enhet | Glødet rør | Hard-tegnet stang |
|---|---|---|---|
| Strekkstyrke | MPa (ksi) | 372 (54) | 517 (75) |
| Flytegrense, 0,2 % offset | MPa (ksi) | 138 (20) | 483 (70) |
| Forlengelse | % | 45 | 15 |
Utglødet rør gir forlengelsen som trengs for å rulle og ekspandere rørender til rørplater, mens hardt-trukne papirer gir den bevisbelastningen som kreves for strukturelle elementer som bolter, stendere og beslag. Temperamentet bør derfor velges mot fabrikasjonstrinnet som følger, ikke bare mot designtrykket.
De fysiske dataene som brukes i vekslerdesign er oppført nedenfor.
| Eiendom | Metrisk |
|---|---|
| Tetthet og egenvekt | 8,94 g/cm3 |
| Smelteområde, solidus til liquidus | 1171 - 1238 C |
| Termisk ledningsevne | 29,4 W/(m*K) ved 20 C |
| Koeffisient for termisk utvidelse | 16,2 x 10-6 per C, 20 - 300 C |
| Elektrisk ledningsevne og resistivitet | 4 % IACS, 37,4 mikrohm-cm ved 20 C |
| Spesifikk varmekapasitet | 377,1 J/(kg*K) ved 293 K |
| Elastisitetsmodul i strekk | 152 000 MPa |
| Stivhetsmodul | 57 230 MPa |
Termisk ledningsevne er omtrent fem ganger lavere enn for C11000-kobber, så varmevekslerdesign som bruker C71500 trenger litt mer overflate for samme bruk. Den straffen godtas fordi rørlevetiden i sjøvann er langt lengre.
Fremstilling: Kaldbearbeiding, Varmbearbeiding og Sveising
Kaldarbeid øker styrke og hardhet gradvis; ved ca. 90 % reduksjon når hardheten omtrent 130 HV, så mellom-gløding brukes for alvorlig forming.
Varmbearbeiding utføres mellom ca. 930 C og 1030 C. Høyere temperaturer gjør kornene grove og reduserer mekaniske egenskaper, så ovnskontroll er kritisk.
Arbeidsherding er betydelig, noe som lar hardheten tilpasses applikasjonen ved å kontrollere mengden kuldreduksjon.
TIG- og MIG-sveising er rutine med matchende kobber-nikkelfylltråd; riktig fyllstoffvalg og fugerengjøring bevarer korrosjonsmotstanden til sveisesonen.
En lett gløding etter sveising gjenoppretter duktiliteten uten å forhindre at den beskyttende filmen dannes igjen under bruk.
Kondensator, Vekslerskall og Sjøvannsservice
C71500 er det førsteklasses valget der strømningshastighetene er høye, temperaturene er høye eller uplanlagt nedetid er uakseptabelt. Den nikkel-rike overflatefilmen motstår biologisk begroing og støt erosjon, så rørlevetiden i sjøvanns-kjølte kondensatorer er lang sammenlignet med alternativer av messing eller aluminiumsbronse.
Kraftproduksjon: dampoverflatekondensatorer,-matevannvarmere og hjelpevarmevekslere.
Marine: sjøvannsrør, vekslere og granater på skip og offshoreplattformer.
Avsalting: fler-blits- og omvendt-osmosevarme-overføringskretser.
Prosessindustri: vekslerskall, rørplater, bafler og utstyr for kjemisk anlegg.
Karaktervalg: C71500 i stedet for 90/10 kobber-nikkel for systemer med kritiske,-hastigheter eller høye-temperaturer der maksimal levetid og minimal nedetid rettferdiggjør den høyere kostnaden.
Ofte stilte spørsmål
Spørsmål: Hva er C71500 kobber-nikkel?
Det er en kobberlegering som inneholder omtrent 70 % kobber og 30 % nikkel, med små kontrollerte tilsetninger av jern og mangan. Den er kjent for eksepsjonell korrosjonsbestandighet i sjøvann og selges som 70/30 cupronickelrør og plate.
Spørsmål: Hvorfor motstår C71500 sjøvannskorrosjon så godt?
Det høye nikkelinnholdet gjør at det dannes en tett, stabil beskyttende oksidfilm på overflaten. Denne filmen motstår kloridangrep, biologisk begroing og høy-påvirkning, og den reparerer seg selv når overflaten blir forstyrret.
Spørsmål: Hvor er C71500-røret mest brukt?
Det er et standardmateriale for sjøvanns-kjølte varmevekslere og kondensatorer i kraftverk, marine- og kommersielle fartøyer, offshoreplattformer og avsaltingsanlegg, og for sjøvannsrør og vekslerskaller.
Spørsmål: Når bør C71500 velges i stedet for 90/10 kobber-nikkel?
Velg C71500 for kritiske systemer med høy-pålitelighet med høye strømningshastigheter, høye temperaturer, eller hvor maksimal levetid og minimal nedetid betyr mer enn den opprinnelige materialkostnaden.
Spørsmål: Er C71500 lett å sveise og forme?
Ja. Den er kaldbearbeidet, varmbearbeidet mellom ca. 930 C og 1030 C, og sveiset med TIG eller MIG med matchende kobber-nikkelfyllstoff. Kraftig kuldreduksjon herder legeringen til omtrent 130 HV, så gløding mellom formingsstadiene holder duktiliteten brukbar.
Spørsmål: Hvilke standarder dekker 70/30 kobber-nikkelrør?
Sømløse og sveisede rør for kondensatorer og varmevekslere er spesifisert til ASTM B111 og ASME SB111, mens plate, stang, beslag og flenser følger de relevante ASTM produktspesifikasjonene for UNS C71500.
