UNS C70600 C70620 C7060X C71500 C71520 C71640 kobber-kvaliteter og egenskaper av nikkellegering

Hva er kobber-nikkel (CuNi) legeringer?

Kobber-nikkellegeringer, også kjent som cupronickel, er kobber-baserte legeringer der nikkel er den viktigste legeringstilsetningen og sinkinnholdet ikke kan overstige 1 %. Nikkel er fullstendig løselig i kobber, så de kommersielle CuNi-kvalitetene er enfasede faste løsninger; denne strukturen underbygger kombinasjonen av seighet, termisk stabilitet og motstand mot strømmende sjøvann. Jern og mangan er bevisste tilsetninger snarere enn urenheter: Jern forbedrer motstanden mot erosjon-korrosjon i raskt-vann og annet aggressivt vann, mens mangan støtter varm bearbeidbarhet og bidrar til å stabilisere den beskyttende korrosjons-produktfilmen.

De internasjonalt anerkjente betegnelsene for denne familien er UNS-numrene C70600, C70620, C7060X, C71500, C71520 og C71640. De tilsvarer de tradisjonelle handelsbetegnelsene CuNi 90/10 og CuNi 70/30 og til jern- og mangan-modifisert 70/30-kvalitet, og de leveres som sømløse og sveisede rør, rør, plate, plate, stang, stang og smijern.

Karakterområde, standarder og kjemisk sammensetning

En bestemmelse er verdt å bli enige om på undersøkelsesstadiet. Når produktet er beregnet for etterfølgende sveising og er spesifisert av kjøperen, skal sink være 0,50 % maks., bly 0,02 % maks., fosfor 0,02 % maks., svovel 0,02 % maks. og karbon 0,05 % maks. Disse tettere restene beskytter sveiselyden i den varme-berørte sonen og er grunnen til at sveisekvaliteten-C70620 og C71520 bestilles i stedet for basiskvalitetene.

Mekaniske egenskaper til de glødede karakterene

Tallene ovenfor er minimumsverdier for den myke (glødede) tilstanden som er publisert for disse kvalitetene og produktformene; de metriske verdiene er rette konverteringer ved 1 ksi=6.895 MPa og er avrundet. Faktiske egenskaper varierer med produktform, temperament og seksjonsstørrelse, så den styrende produktstandarden - for eksempel ASTM B111/B111M for kondensatorrør eller ASTM B171/B171M for plate - har alltid forrang over en generell sammenligningstabell som denne.

Sjøvannskorrosjon, varmebestandighet og varmebehandling

Kobber-nikkellegeringer motstår sjøvann, saltlake, organiske forbindelser, salter og fortynnede ikke-oksiderende syrer. CuNi 90/10 (C70600 og C7060X) er en kobber-nikkel-jernlegering med et lite manganinnhold som gir utmerket motstand mot sjøvann og brakkvann. Av de kommersielle kobberlegeringene tilbyr CuNi 70/30 (C71500, C71520) den beste korrosjonsmotstanden i vannholdige miljøer: den motstår syreløsninger, er svært motstandsdyktig mot spennings{14}}korrosjonssprekker og angrep, og beholder større styrke ved høyere trykk. Jern- og mangan-modifisert C71640 er valgt der det kreves høyest motstand mot støt og sanderosjon ved høy sjøvannshastighet.

Varmemotstanden følger samme mønster. Varmestyrken til kobber stiger med selv en liten nikkeltilsetning, og jerntilsetninger forbedrer mekaniske egenskaper både ved romtemperatur og ved forhøyet temperatur. CuNi10Fe1Mn (C70600) kan brukes i trykkbeholderkonstruksjon opp til 300 grader og CuNi30Mn1Fe (C71500) opp til 350 grader; over disse grensene synker styrken markant, spesielt krypstyrken og kryptøyningsgrensen.

Varmebehandling er normalt begrenset til myk utglødning og stressavlastning. Rekrystalliseringsglødingstemperaturer for CuNi-legeringer varierer over et bredt område, omtrent 620 grader til 900 grader, avhengig av graden av kaldt arbeid, nikkelinnhold og tilleggsbestanddeler. Høye temperaturer brukes med korte kontinuerlige glødetider og lave temperaturer med lange statiske glødingssykluser. Stress-avlastningsgløding utføres ved 280 grader til 500 grader. Gløding under en beskyttende eller lett reduserende atmosfære er tilrådelig, fordi en luftholdig atmosfære gjør det nødvendig med beising etterpå.

Søknader

Avsaltingsanlegg: kuldebærervarmere, fordamper- og kondensatorrørbunter, sjøvannsinntak og avvisningsledninger.

Sjøvannsrørsystemer, kjølevannskretser ombord og rør og fittings til offshoreplattformer.

Kraftproduksjonskondensatorer og varmevekslere, inkludert kondensatorer for kjernekraftverk.

Varmeveksler og kondensatorrør til ASTM B111/B111M og ASME SB111, plate og plate til ASTM B171/B171M, sveiset rør til ASTM B466/B466M og ASTM B467, og smidde ventil- og pumpedeler til ASTM F467 og F468.

Kjemisk utstyr som destillasjonstårn, reaktorer og vekslerhylser, der austenittisk rustfritt stål vil være i fare for kloridspenning-korrosjonssprekker.

Utvalg, fabrikasjon og inspeksjonspunkter

Valget bør følge vannkjemien og strømningshastigheten i stedet for prisen alene. CuNi 90/10 passer rent sjøvann med moderat hastighet; CuNi 70/30 og C71640 er valgt for høyere hastighet, høyere sandbelastning eller forurenset og sulfidholdig-vann, og for høyere designtrykk der deres ekstra styrke er nyttig. For sveiset fabrikasjon bestiller du varianten med lav-bly, lav-sink, lav{10}}svovel og oppgi sveisekravet på innkjøpsordren.

Typiske inspeksjonspunkter for innkommende materiale er: verifisering av varmenummeret mot mølletestsertifikatet; strekk-, flyte- og forlengelsesresultater; kjemisk analyse av nikkel, jern og mangan og restgrenser; virvelstrøm- eller hydrostatisk testing som kreves av produktstandarden for rør; dimensjons- og veggtykkelseskontroller-; og en overflate fri for kalk, trekkende smøremiddel og innstøpt jern. Rør beregnet for rulleekspansjon til rørplater bør også kontrolleres for enderenshet, ovalitet og hardhetskonsistens.

FAQ

Spørsmål: Hva er forskjellen mellom C70600 og C70620?
C70620 er sveise-versjonen av 90/10 kobber-nikkel. Den har samme nominelle sammensetning, men strengere grenser for bly, sink, fosfor, svovel og karbon slik at sveisene forblir sunne; C70600 er standardkvaliteten som brukes for rør, plate og rør i ikke-sveiset eller lett sveisbart bruk.

Spørsmål: Er C71500 det samme som CuNi 70/30?
Ja. C71500 er UNS-betegnelsen for 70/30 kobber-nikkellegeringen med omtrent 30 % nikkel; C71520 er dens sveisekvalitet-med strengere restgrenser. CuNi 70/30 er det tradisjonelle handelsnavnet for samme materialfamilie.

Spørsmål: Hvilken kobber-nikkelkvalitet bør brukes til sjøvannskjølere?
For rent sjøvann med moderat hastighet er 90/10 (C70600 eller C7060X) det økonomiske valget. Der hastighet, sandinnhold eller forurensning er høyere, eller der høyere designtrykk gjelder, er 70/30 (C71500/C71520) foretrukket, og C71640 brukes for de mest alvorlige støt- og erosjonsforholdene.

Spørsmål: Kan kobber-nikkelrør og -rør sveises?
Ja. Alle kvaliteter i denne familien sveises lett ved hjelp av gasswolframbue- og gassmetallbueprosesser med matchende eller nikkel-kobberfyllmetall. Fugepreparering må være ren og tørr, varmetilførselen bør kontrolleres, og restgrensene for sveisekvaliteten bør spesifiseres for kritisk sjøvannsrør.

Spørsmål: Hva er den maksimale driftstemperaturen for disse legeringene?
CuNi10Fe1Mn (C70600) brukes opp til ca. 300 grader i trykkbeholderkonstruksjon og CuNi30Mn1Fe (C71500) opp til ca. 350 grader. Over disse temperaturene faller krypstyrken kraftig, så design med høye-temperaturer bør verifiseres mot det faktiske stress- og livskravet.

Spørsmål: Hvilket temperament leveres normalt for varmevekslerrør?
Kondensator og varmevekslerrør leveres normalt i glødet (myk) tilstand for å tillate rulleekspansjon til rørplater, med hardhet og kornstørrelse kontrollert av produktstandarden. Noen plate-, plate- og stangprodukter leveres kaldbearbeidet eller som valset, og bånd for fabrikerte komponenter kan bestilles i mellomtemperering.