Kobber nikkellegering kondensator og varmevekslingssystemer

Kobbernikkellegeringer (C70600 og C71500)har etablert en lang og vellykket historie innen sjøvannskjølte varmevekslere, kondensatorer og rørsystemer. For kraftverk, skip, kjemiske prosessanlegg og avsaltingsanlegg er varmevekslerrøret den kritiske komponenten som bestemmer systemets generelle pålitelighet og effektivitet.

Denne veiledningen dekker alt fra vannkvalitet og design av inntakssystem til korrosjonsbestandighet, materialvalg og vedlikeholdsprosedyrer forkobbernikkel 90/10 (UNS C70600)og70/30 (UNS C71500)legeringer.

For de aller fleste bruksområder for varmeoverføringsutstyr overføres varme mellom to væskestrømmer gjennom en ledende vegg mens strømmene forblir fysisk adskilte. Denne termisk ledende veggen er denrør i skall-og-varmevekslere av rørtype, som utgjør en stor prosentandel av slike enheter i:

Det relativt tynne-veggede røret, valgt primært for varmeoverføringseffektivitet, må yte godt over lange perioder under vanskelige driftsforhold.Kobbernikkellegeringer har bevist sin påliteligheti disse krevende miljøene.

Standard sjøvannsanalyser inkluderer temperatur, saltholdighet, oppløst oksygen og pH. Imidlertid har følgende faktorer enbetydelig effekt på kobberlegeringsytelsenog må identifiseres:

Design, drift og vedlikehold av sjøvannsinntakssystemet har endyp effekt på varmevekslerrørytelsen. Rørfeil fra debris lodgements erskjermfeilog bør anerkjennes som sådan.

Anbefalt inntaksskjermkonfigurasjon

Kritisk krav:Størrelsen på varmevekslerrøret bør settes til aminimum to ganger skjermens åpning.

Case Eksempel fra avsaltingsanlegg

I ett anlegg tillot en ødelagt skjerm (åpning 3/8 tommer) steiner, en spiker og stålstykker å komme inn i rørbunten. Resten satt seg i rør, noe som førte tilrørgjennomføring nedstrøms hyttene. Operatørene registrerte disse som rørfeil, men det var de egentligskjermfeil.

Korrosjonsproduktfilmformasjon

Korrosjonsmotstanden tilC70600ogC71500 materialei sjøvann er helt avhengig av den beskyttende korrosjonsproduktfilmen som dannes på overflaten etter at den er fuktet.

Nøkkelfunn:Den beskyttende naturen til filmen fortsetter å øke gjennom14 års eksponering. Denne er ansvarlig for20+ års levetidav legering C71500 i kondensatorer ombord og kystanlegg.

Dannelseshastighet av korrosjonsproduktfilm på legering C70600 i sjøvann

Korrosjonshastigheter for legering C70600 ved langtidseksponering av-sjøvann

Kjemisk sammensetning av kobbernikkellegeringer

Hastighetseffekter på korrosjon

Korrosjonshastigheten til kobberlegeringer påvirkes av sjøvannshastighet over en viss grense. Jo mer beskyttende filmen er, jo høyere er denutbrytningshastighet.

Viktig:Lave strømningshastigheter (under 1 m/s) erlike skadelig som høye strømningshastigheter. Under-avleiringskorrosjon og rørfeil kan forventes innen 6-12 måneder ved hastigheter under 1 m/s.

Sand- og silteffekter

Rekkefølge av sandslitasjemotstand (mest til minst):C71640 > C72200 > C71500 > C70600 > C68700

Galvaniske effekter

Kobbernikkellegeringer er galvanisk kompatible med hverandrei sjøvann. Det er imidlertid nødvendig med forsiktighet ved kobling med andre materialer.

Effekter av forurensning (hydrogensulfid / H₂S)

Forurenset kjølevann som inneholderhydrogensulfid (H₂S)har forårsaket for tidlig feil på kondensatorrøret. De primære kildene til sulfid er:

Sulfatreduserende bakteriervirker på naturlig sulfat i sjøvann under anaerobe forhold (i gjørme, silt eller sedimentavsetninger)

Forråtnelse av organiske svovelforbindelserfra råtnende plante- og dyremateriale under lengre nedstengningsperioder

Effekter av klor

Motstand mot marin biobegroing

Kobbernikkellegeringer har lenge vært anerkjent for iboende motstand mot marin begroing.Studier viser:

Begroing erikke observertpå legeringer som inneholder 80 % kobber eller mer

Kun begynnende begroingnotert på C71500

Innledende og kontinuerlige vannhastigheterover 1 m/skan holde de fleste legeringer fri for biobegroing

Slangevalg

Valg av rørark

Vannboksvalg

1. Hva er forskjellen mellom UNS C70600 og UNS C71500 for kondensatorrør?
UNS C70600 (90/10 kobbernikkel)inneholder 90 % kobber og 10 % nikkel, og gir overlegen motstand mot biologisk begroing.UNS C71500 (70/30 kobbernikkel)inneholder 70 % kobber og 30 % nikkel, noe som gir høyere styrke og bedre motstand mot støtkorrosjon ved høyere sjøvannshastigheter.

2. Hva er maksimal designhastighet for ASTM B111 C70600 varmevekslerrør?
TilASTM B111 C70600rør i sjøvannstjeneste, er maksimal designhastighet3,6 meter per sekund(omtrent 12 fot per sekund). Overskridelse av dette kan forårsake impingement angrep.

3. Krever C71500-materiale etter-sveisevarmebehandling for kondensatorfabrikasjon?
Ingen.C71500 materialekrever ikke varmebehandling etter-sveising ved sveising ved bruk av konvensjonelle metoder som GTAW/TIG med ERCuNi-tilsatsmetall.

4. Hva er den typiske korrosjonshastigheten for kobbernikkel 70/30 i rent sjøvann?
Den typiske korrosjonshastigheten forkobber nikkel 70/30i rent rennende sjøvann er0.0025 - 0.025 mm per år, noe som gjør den egnet for de fleste marine applikasjoner som krever 20+ års levetid.

5. Hvordan påvirker tettheten til C71500 vektberegninger av varmeveksler?
Dec71500 tettheter 8,94 g/cm³. Dette er avgjørende for å beregne total varmevekslervekt for frakt, strukturell støttedesign og logistikkplanlegging.

6. Kan sb111 c71500-rør brukes i forurenset sjøvann som inneholder hydrogensulfid?
sb111 c71500 (70/30)foretrekkes fremfor 90/10 for forurenset sjøvann som inneholder H₂S, selv om det ikke er helt immunt. Hvis den beskyttende filmen er moden, er kort-eksponering tolerabel.

7. Hva er minimum vannhastighet for å hindre sedimentavsetning i kobbernikkelrør?
Minimum vannhastighet for å hindre sedimentavsetning og under-avsetningskorrosjon forc70600 kobberrører1,0 meter per sekund. Under dette kan det forventes feil i løpet av 6-12 måneder.

8. Hvorfor skal ikke rørsheetlegeringen være mer edel enn rørlegeringen for asme sb466 c715 kondensatorer?
Tilasme sb466 c715kondensatorer, en rørplate som er mer edel enn røret, skaper et galvanisk par der det mindre edle røret blir anoden, og akselererer korrosjon ved rørenden der det møter rørplaten.

9. Hva er glødetemperaturområdet for kald-bearbeidet kobbernikkellegering UNS C71500?
TilKobber nikkellegering UNS C71500, glødetemperaturområdet for å gjenopprette duktiliteten etter kaldarbeid er700 - 825 grad.

10. Hvordan er bearbeidbarheten til 70/30 kobbernikkel sammenlignet med gratis-skjærende messing for flensproduksjon?
De70/30 kobbernikkel bearbeidbarhetvurdering er 20 % av gratis-skjærende messing, noe som betyr at det krever lavere hastigheter og kraftigere verktøy. C71500 er litt vanskeligere å maskinere enn C70600 på grunn av det høyere nikkelinnholdet.

11. Hvilken type sveising anbefales for C70600 varmevekslerrør til rørplater?
Gass-wolframbuesveising (GTAW/TIG)med ERCuNi fyllmetall (AWS A5.7) er den anbefalte metoden for sveisingC70600 rørtil rørplater av kobberlegering.

12. Er tredjeparts-inspeksjonsrapporter tilgjengelige for C71500 kondensatorrør?
Ja. Tredjeparts-inspeksjonsrapporter (SGS, BV, ABS, DNV) forC71500 kondensatorrører tilgjengelige på kundeforespørsel, inkludert EN 10204 3.1 mølletestsertifikater.