Definice slitiny: CuZn22Al2 hliníková mosaz
UNS C68700 je hliníková mosaz vyráběná podle ASTM B111/B111M, což je specifikace pro bezešvé kondenzátorové trubky z mědi a slitin mědi a objímky, a přijatá v kódu ASME jako SB111. V evropském systému označování je stejnou slitinou CuZn22Al2, normovaná podle EN 12451 jako CuZn20Al2As s materiálovým číslem CW702R. Také se objevuje jako HAl77-2 v GB/T 5231, jako CZ110 v BS 2871 Part 3, jako C6870 v JIS H3300 a jako CuZn21Al2As v IS 1545.
Slitina je měď-zinkový obecný kov s hliníkem jako klíčovým přídavkem a arsenem jako záměrným inhibitorem. Hliník v tuhém roztoku tvoří tenký, silně přilnavý oxidový film, který je nepřetržitě opravován proudící provzdušněnou vodou, což dává materiálu jeho pozoruhodnou odolnost proti nárazům a erozi. Arsen v koncentraci 0,02-0,06 % zabraňuje selektivnímu vyluhování zinku, což je mechanismus, který ničí běžné mosazi v mořské vodě. Po zpracování za tepla má slitina duplexní alfa-beta strukturu a pro provoz kondenzátoru se běžně dodává v žíhaném temperování O61, takže trubky lze válečkem roztahovat, rozšiřovat a ohýbat.
Chemické složení
| Živel | Limity UNS C68700 (ASTM B111 / ASME SB111) |
|---|---|
| měď (Cu) | 76.0 - 79.0 % |
| hliník (Al) | 1.8 - 2.5 % |
| Arsen (As) | 0.02 - 0.06 % |
| železo (Fe) | 0,06 % max |
| Olovo (Pb) | 0,07 % max |
| zinek (Zn) | zbytek, nominálně 19 - 22 % |
| Systém | Označení |
|---|---|
| ASTM B111 / ASME SB111 | C68700 |
| EN 12451 | CuZn20Al2As (CW702R) |
| BS 2871 část 3 | CZ110 |
| JIS H3300 | C6870 |
| GB/T 5231 | HAl77-2 |
| NF A51-102 | CuZn22Al2 |
Fyzikální vlastnosti
| Vlastnictví | Typická hodnota pro hliníkovou mosaz C68700 |
|---|---|
| Specifická hmotnost | 8.33 |
| Rozsah tání | přibližně 930 - 970 stupňů C |
| Modul pružnosti v tahu | asi 110 GPa |
| Modul tuhosti | asi 41 GPa |
| Tepelná vodivost | přibližně 100 W/(m·K) |
| Součinitel tepelné roztažnosti | asi 18,5 × 10-6na stupeň C v rozsahu 20 - 300 stupňů C |
| Měrná tepelná kapacita | asi 0,38 kJ/(kg.K) |
| Elektrická vodivost | asi 23 % IACS |
Všimněte si, že vynikající tepelná vodivost hliníkové mosazi - vysoká pro slitinu mědi - je důvodem, proč byla přijata pro kondenzátory a destilátory. Konstruktéři akceptují nižší odolnost proti korozi než slitina mědi-niklu výměnou za lepší přenos tepla a nižší náklady.
Mechanické chování při žíhaném temperování
Kondenzátorová trubice dodávaná k ASTM B111 je objednávána a certifikována v definované teplotě a mechanické vlastnosti musí být vždy porovnány s touto teplotou. Trubka z žíhané hliníkové mosazi typicky vykazuje pevnost v tahu v oblasti 345-460 MPa, mez kluzu zhruba 125-250 MPa a tažnost výrazně nad 30 %. Čísla znatelně vyšší než tato patří k temperám zpracovaným za studena, nikoli k použité měkké trubce O61, kde se trubka musí roztáhnout do trubkovnice; objednání za studena opracované trubky pro kondenzátor je běžnou a nákladnou chybou, protože zbytková práce za studena jednak zkřehne dilatační spáru, jednak zvyšuje náchylnost ke koroznímu praskání pod napětím.
Pevnost v tahu, žíhané: asi 345 - 460 MPa.
Mez kluzu (0,2 % offset), žíhané: asi 125 - 250 MPa.
Tažnost: nejméně 30 %, typicky mnohem více v plně žíhaném stavu.
Tvrdost: měkká, vhodná pro roztahování válečkem a ohýbání.
Únava a tepelné cykly: žíhané temperování se přizpůsobuje rozdílné roztažnosti mezi trubkou a pláštěm, kterou způsobují kondenzátory.
Chování obsluhy mořské vody
Hliníková mosaz je standardním materiálem pro kondenzátorové trubky s mořskou vodou po celé století. Její silné stránky a její limity jsou dobře známy a obě jsou relevantní pro výběr.
Náraz a eroze: film bohatý na hliník-odolává vodě s vysokou rychlostí-a strhávanému vzduchu lépe než jakákoli obyčejná mosaz.
Odzinkování: přídavek arzenu ji řídí; protože mechanismus je proces selektivního vyluhování, odolnost se posuzuje spíše zkouškami odzinkování měděných slitin než obecnými zkouškami v solné mlze.
Biologické znečištění: uvolňování iontů mědi omezuje mořský růst a snižuje frekvenci mechanického čištění.
Rychlost a teplota: hliníková mosaz vyhovuje středním rychlostem, zhruba 1,5-2,5 m/s, a nepřetržitému provozu až do přibližně 250-300 stupňů C v provozu s mořskou vodou.
Znečištěná voda: sulfid{0}obsahující, silně znečištěná nebo{1}}vysokorychlostní voda je bod, ve kterém se 70/30 nebo 90/10 měď-nikl stává lepší volbou.
Amoniak: všechny slitiny mědi jsou napadány amoniakem a sloučeninami amonia; čpavek na straně páry-musí být kontrolován.
Výroba a instalace
Trubky uřízněte do čtverce, před roztažením odstraňte otřepy a očistěte konce; otřepy vytváří rýhovanou díru a cestu úniku.
Válec-expanze na přibližně 3–5 % zmenšení stěny, vytvořené na zkumavkách se vzorky před zahájením expanze výroby.
Žíhání k odlehčení pnutí v oblasti 250–350 stupňů C, kde bylo prováděno silné tváření za studena, a úplné měkké žíhání při teplotě přibližně 500–650 stupňů C v ochranné atmosféře, kde byla trubka intenzivně opracována.
Vyhněte se obloukovému svařování tenkostěnné hliníkové mosazné trubky -: těkání zinku způsobuje poréznost. Pájení natvrdo a stříbrné pájení jsou praktické způsoby spojování tvarovek a zpětných ohybů.
Skladujte v suchu a uzavřené a nikdy nenechávejte stojatou vodu ve zkumavkách během skladování nebo uvádění do provozu.
FAQ
Otázka: Jaký je rozdíl mezi C68700 a C44300?
C68700 je hliníková mosaz s hliníkem jako hlavním doplňkem; C44300 je admirálská mosaz na bázi cínu s arsenem. Hliníková mosaz obecně nabízí lepší odolnost proti nárazům a vyšší tepelnou vodivost, zatímco mosaz Admiralty je často vybírána tam, kde je prioritou dobré chování při tváření za studena- a mírná cena.
Otázka: Co znamená CuZn22Al2?
Je to evropské zkrácené označení: slitina mědi-zinku obsahující přibližně 22 % zinku a přibližně 2 % hliníku. Protože zinek je vyrovnávacím prvkem, očekávají se malé odchylky od tepla k teplu.
Otázka: Proč musí být trubice žíhána pro provoz kondenzátoru?
Žíhaná trubka má tažnost potřebnou pro roztahování a ohýbání válců a nižší zbytkové napětí, což snižuje riziko vzniku korozního praskání během provozu.
Otázka: Je hliníková mosaz vhodná pro odsolovací zařízení?
Ano, je široce používán ve svazcích trubek pro tepelné odsolování kondenzátorů a destilátorů za předpokladu, že rychlost vody, teplota a úrovně znečištění zůstanou v rámci stanovených limitů slitiny.
Otázka: Jak se kontroluje obsah arsenu?
Arsen je záměrně přidáván v rozmezí 0,02-0,06 % a ověřen certifikovanou tepelnou analýzou na certifikátu o zkoušce materiálu. Arsen mimo toto pásmo oslabuje odolnost proti odzinkování.
Otázka: Jaké testy zkumavek se provádějí před dodáním?
Celo{0}}délková zkouška vířivými proudy, kontrola rozměrů, vizuální kontrola obou povrchů a certifikace chemických a mechanických vlastností z výrobního tepla s plnou sledovatelností.
