Статьи — Материалы теплообменников
Для изготовления теплообменного оборудования, как правило, используют углеродистые и низколегированные стали, нержавейку, латунь, медь, чугун или титан. Поскольку основной рабочей частью теплообменников является трубный пучок и теплообменный процесс происходит именно за счет него, то необходимо быть уверенным в качестве этой системы.
Выбор материала зависит от многих факторов, одним из основных показателей пригодности материала для изготовления теплообменников являются механические свойства, такие как:
- пластичность,
- скорость изнашивания,
- удобство при монтаже и сварке,
- отсутствие внутренних дефектов и однородность,
- стойкость к резким перепадам давления и температур,
- устойчивость структуры в процессе механических нагрузок,
- стойкость к коррозии в условиях высоких температур и агрессивных сред,
- прочность материала в условиях высокого давления и температурного режима.
Рассмотрим наиболее популярные материалы, из которых производят трубные пучки и теплообменники.
Медь
За счет того что медь обладает очень большой теплопроводностью, то изготовленное из нее оборудование имеет высокий коэффициент теплопередачи. Благодаря пластичности данного металла, возможно изготовление из него теплообменника с высокой степенью оребрения.
Стоить отметить и габариты таких агрегатов – они имеют малый вес, небольшой объем и весьма компактны. Медь зачастую подвластна коррозии и омеднению, но если придерживаться профилактических мер, этого можно избежать. Пожалуй, основной недостаток такого оборудования – высокая цена.
Латунь
Перед тем как использовать латунный теплообменник, необходимо провести анализ жидкости, с которой аппарат будет взаимодействовать. Латунь используется с пресной водой без примесей и солей, в противном же случае пучок труб начнет ржаветь и приходить в негодность.
Несмотря на то, что тепло- и электропроводность латуни ниже, чем у меди, она обладает более высоким показателем прочности и коррозостойкости. Некоторые латунные сплавы устойчивы к морской воде и перегретому пару – их прочность к специфическим средам и условиям определяет сферу их применения. Более того, латунь значительно дешевле меди.
Нержавеющая сталь
Теплообменники из нержавейки обладают максимальной стойкостью к коррозии и используются в системах с жидкостями, по химическому составу не подходящими ни меди, ни латуни. Это может быть вода с высокой кислотностью, жесткостью, щелочностью, с большой концентрацией сульфатов. Именно нержавейку используют для производства труб, по которым будет течь соленая вода с различными примесями.
Кроме того, нержавейка сочетает достоинства чугуна и стали: она долговечна, невосприимчива к перепадам температур и обладает малой инертностью. Она также не выделяет ионы металла, которые окрашивают и загрязняют воду и обладает более доступной ценой.
Важно помнить, что выбор материала для теплообменника зависит от определенных параметров и в каждом случае индивидуален. К данному вопросу стоит подходить с особой тщательностью, чтобы теплообменник прослужил максимально долго и эффективно.
Возможно, Вас заинтересуют:
о продукции
11.04.2014, 11822 просмотра.
he.Varmann
Производство змеевиковых теплообменников с внешним оребрением довольно сложный, многоэтапный процесс, требующий высокой квалификации персонала. Учитывая наш богатый опыт работы в этой области, обширные связи с поставщиками оборудования из Америки, Европы и Азии, в зависимости от требований и технических условий, предъявляемым нашими Клиентами мы поможем Вам подобрать интересные коммерческие предложения по строительству своего производства теплообменного оборудования.Мы проводим полное сопровождение Вашей покупки, обучаем персонал, проводим техническую поддержку на этапах проектирования, пуска и наладки, предоставляем гарантийное обслуживание. Все оборудование подбирается индивидуально в соответствии с требованиями заказчика.
Производство теплообменников начинается с изготовления пластин оребрения из алюминиевой ленты. В пресс устанавливается пресс-форма, которая определит пластину теплообменника. Линия полностью автоматизированна. В зависимости от пресс-формы и производительности подбирается мощность пресса.
Осуществляется на нескольких станках и в несколько этапов. Труба разматывается из бухты, выпрямляется, нарезается на прямые участки, изгибается в вилы, калачи, изготавливаются распределительные коллекторы.
После сборки теплообменника, его необходимо продорновать (экспандировать). Процесс осуществляется на вертикальном или горизонтальном прессе дорнами, выставленными в определенной конфигурации в соответствии с геометрией пластины. Тип и габаритные размеры дорновального пресса зависит от производительности и геометрии пластины. Для малой производительности мы можем предложить портативные дорнующие машины
Очень важным этапом в процессе изготовления теплообменников является процесс пайки. Предлагаем промышленные многопостовые паяльные машины на основе кислородо- водороных генераторов. Это наиболее эффективное в плане скорости нагрева и наиболее экономичное решение для пайки в промышленных масштабах. Не требуется приобретения кослородно-пропановых баллонов, полная взрыво- и пожаробезопастность. Из расходных материалов простая дисциллированная (обессоленная) вода.
Теплообменник 2×2 100х100 160.140.900 copper
Теплообменник 2×2 100х100 160.140.900 copper
Description
Конвекторы — один из наиболее востребованных классов отопительной техники. Они эффективны, надежны и эстетичны. Но главное достоинство такого решения — продуманная конструкция, компоненты которой можно заменить в случае необходимости. Теплообменник 2×2 100х100 160.140.900 copper — элемент с большим рабочим ресурсом, который несложно монтируется, что позволяет быстро восстановить работоспособность оборудования и вывести рабочие показатели на максимум. Модель длиной 90 см можно купить не для любого конвектора, она рассчитана на эксплуатацию в приборах глубиной 140-190 мм.
Features
- Производитель: Itermic
- Модель: T 2×2 100х100 160.140.900 copper
- Материал ламелей: медь
- Материал трубы: медь
- Тип соединения: боковое, торцевое
- Размер внутренней резьбы: G1/2
- Цвет: медный
- Термостат: установка по желанию
- Кол-во труб горизонтально: 2
- Кол-во труб вертикально: 2
- Длина прибора (см): 90
- Глубина внутрипол. прибора: 140-190 мм
- Ширина внутрипол. прибора: 160, 200, 220, 250 мм
- Примечания и Состав поставки: Компрессионные фитинги для медных труб и калач(и) в сборе
- Длина (см): 70
- Страна: Россия
- Подтип: Теплообменник для внутрипольного прибора
- Серия: Кассеты Ral-9005
- Материал: медь
- Диаметр медных труб: 16 mm
- Толщина стенок: 0.5 cm
- Толщина ламелей: 0.35 mm
- Расстояние между ламелями: 5 mm
- Температура теплоносителя до: 130°C
- Рабочее давление (атм): 15
- Прессовочное давление до (атм): 25
Статья по теме медные трубы для теплообменных аппаратов
Что такое теплообменник?
В широком понимании слова теплообменник – это аппарат в котором проходит теплообмен между двумя средами разной температуры. История устройства уходит в древность. Принцип обмена теплом между средами использовался в Древней Греции в банях – Термах. Позже рыцари нагревали воду своими доспехами. Вначале их клали на раскаленные угли, а затем опускали в бочки с водой.
Современный теплообменник технически более совершенен. Устройство построено по принципу труба в трубе. Внутри широкой трубы находится пучок тонких, которые омывает поток греющего теплоносителя. Тонкие трубки должны быть из материала с отличной теплопроводностью. Идеальный вариант – медные трубки для теплообменных аппаратов.
Почему медные трубки?
Медь пластична, устойчива к коррозии, хорошо переносит перепады температур без потери качества материала, переносит перепады давления, превосходно проводит электричество и тепло. Этот, далеко не полный, список достоинств меди делает металл востребованным материалом в промышленном производстве. Медный металлопрокат встречается повсеместно, от электроники до автомобиля.
Медные трубы для теплообменных аппаратов могут выпускаться из различных сплавов меди М1р, в том числе с добавлением фосфора. Присутствие фосфора в химическом составе практически полностью исключает наличие кислорода, что предотвращает риск появления трещин во время пайки. Фосфор повышает прочностные характеристики труб, улучшает качество продукции.
За счет высокой теплопроводности, хорошего качества, стойкости к коррозии медные трубы для теплообменных аппаратов сплава М1р активно используются российскими предприятиями, поставляются в другие страны.
Трубы для теплообменных аппаратов УГМК-ОЦМ
Предприятия УГМК-ОЦМ выпускают трубы конденсаторные сплавов: М1р, М2р, Cu-DHP. Трубы М1р и М2р практически не содержат кислород. В трубах Cu-DHP кислород отсутствует.
На предприятиях организован непрерывный качественный контроль технологического процесса. Это означает жесткий контроль внешнего вида продукции, геометрии, химического состава и прочее. На выходе готовая продукция соответствует ГОСТ 21646-2003 или EN 12451. Продукция сертифицирована по ISO 9001:2000.
Конденсаторные трубы изготавливают в тянутом состоянии, поставляют в виде отрезков. Диаметр труб варьируется от 6,0 до 50,0 мм, толщина стенки 0,8-3,0 мм. Нестандартные виды труб, с пожеланиями заказчика по длине и прочим характеристикам, согласуются дополнительно.
Минимальная норма заказа медных труб для теплообменных аппаратов – 500 кг. Одного типоразмера. Если требуется меньшее количество, обращайтесь к официальным дилерам УГМК-ОЦМ. Контакты вы найдете на странице: http://www.ocm.ru/contacts/dealers.
Чтобы оставить заявку на медные конденсаторные трубки, перейдите в соответствующий раздел сайта. На странице представлена подробная информация о теплообменных трубках, ниже – форма обратной связи. Заполните обязательные поля заявки нажмите «отправить». В ближайшее время менеджер УГМК-ОЦМ свяжется с вами либо вышлет коммерческое предложение на указанный e-mail.
BEP — Охлаждающие валки с медной оболочкой
Охлаждающие валки с медной оболочкой
ОХЛАЖДАЮЩИЕ ВАЛКИ В МЕДНОЙ ОБОЛОЧКЕ СПОСОБНЫ ПРОИЗВОДИТЬ БОЛЬШЕ ПРОДУКТА НА ОДНОМ ПОМЕЩЕНИИ ПОЛА, ИСПОЛЬЗОВАТЬ МЕНЬШЕ ЭНЕРГИИ И РЕШИТЬ ПРОБЛЕМЫ КОНДЕНСАТА.
- Значительно увеличена линейная скорость
- В 10 раз выше термический КПД стальных валков
- Снижение затрат на охлаждение
- Низкое потребление энергии
- Устранение конденсата на концах валков
- Повторяющееся высокое качество отделки
ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ ОХЛАЖДАЮЩИЕ ВАЛКИ МЕДНЫЕ
BEP имеет в обращении более 250 высокопроизводительных медных охлаждающих валков по всему миру.
Многие ведущие мировые производители ламинаторов, производители литой пленки и производители высококачественной текстурированной бумаги сделали выбор в пользу наших рулонов, поскольку они производят продукцию более высокого качества, с большей скоростью и с меньшим энергопотреблением.
В 2002 году мы заметили, что наши клиенты не могли эксплуатировать свои производственные линии на оптимальном уровне производительности из-за ограничений, присущих как стальным, так и алюминиевым охлаждающим валкам. Это привело нас к разработке нашего первого продукта для охлаждающих валков из меди.
Мы являемся экспертами в области гальванопластики высококачественных бесшовных медных труб любой толщины, указанной нашими клиентами.Наш уникальный метод производства обеспечивает наилучшее сочетание теплопередачи и жесткости валков.
Благодаря антикоррозийным свойствам меди и высокой термической эффективности, наши валки стали естественным выбором для компаний, которые хотели увеличить скорость своих линий, улучшить качество своей продукции и снизить эксплуатационные расходы.
Дополнительным непредвиденным преимуществом выбора охлаждающих валков с медной оболочкой стало то, что наши клиенты смогли сократить свои капитальные затраты на другие компоненты на своих производственных линиях.
Уникальное предложениеBEP позволяет нам заменить внешнюю стальную оболочку на мелкозернистую гальваническую оболочку из меди толщиной до 20 мм в зависимости от области применения, которую мы затем запрессовываем на направляющие спирали из нержавеющей стали, приваренные к внутреннему сердечнику. Это обеспечивает большую прочность и повышенное сопротивление деформации.
ЗАЧЕМ ИСПОЛЬЗОВАТЬ МЕДЬ?
Мы используем медь, потому что ее коэффициент теплопередачи в 10 раз больше, чем у стали. Это означает, что пока медная оболочка контактирует с полиэтиленом, она может поглощать в 10 раз больше тепла.Это может значительно сократить время контакта по сравнению со стальными валками, что позволяет линии работать на более высоких скоростях.
ЭКОНОМИЯ ЭНЕРГИИ ОХЛАЖДЕНИЯ CHILL ROLL
СпециалистыEngineering подтвердили, что увеличение температуры охлаждающей воды на 1 ° C позволяет сэкономить 5% затрат на электроэнергию. Таким образом, охлаждающий медный валок, работающий при 20 ° C, может обеспечить такие же характеристики, как и стальной валок, работающий при 10 ° C, но при этом дает вам возможность снизить затраты на охлаждение до 50%.
Эксплуатация охлаждающих валков при 20 ° C также означает, что в условиях высокой влажности на холодных концах валка не образуется конденсат, что сокращает отходы продукта.
Эффективный теплообменник с медным змеевиком для местного послепродажного обслуживания с максимальным регулированием температуры
Испытайте непревзойденную эффективность в регулировании температуры с помощью впечатляющего. Медный змеевиковый теплообменник доступен на Alibaba.com. С наиболее подходящими. Медный змеевиковый теплообменник , вы можете сэкономить много энергии в домашних или промышленных процессах и легко достичь своих целей. Обширная коллекция файлов. Медный змеевиковый теплообменник на объекте представлены несколькими марками и моделями. Изучите их и найдите наиболее подходящие для вашего дома, офиса, промышленности или инвентаря для вашего бизнеса.
Все. Теплообменник с медным змеевиком на Alibaba.com обладает замечательными функциями, которые не только повышают эффективность, но и делают их эстетически привлекательными.Они сделаны из прочных материалов, чтобы прослужить вам долгую жизнь. Благодаря отличному рабочему механизму. Медный змеевиковый теплообменник демонстрирует превосходные возможности регулирования температуры. При необходимости вы будете поддерживать определенную температуру в окружающей среде. Исключительная скорость потока жидкости в них. медный змеевиковый теплообменник убедитесь, что вы получаете от них наилучшую производительность.
Простота обслуживания. Медный змеевиковый теплообменник делает их наиболее идеальным и практичным выбором для различных сред.Все их детали и трубки легко чистить, что предотвращает накопление накипи или любых других загрязнений, которые могут помешать работе. Медный змеевиковый теплообменник . Потрясающая устойчивость к утечкам удерживает все жидкости в соответствующих отсеках. Медный змеевиковый теплообменник , который обеспечивает лучшую производительность и экономию энергии.
Примите правильное решение сегодня и ощутите максимальную эффективность процессов теплообмена. Оцените широкое и благоприятное.Теплообменник с медным змеевиком Ассортимент на Alibaba.com и выберите идеальный для себя. Если вы деловой человек, воспользуйтесь предложениями от разных стран. Медный змеевиковый теплообменник оптовиков и поставщиков, которые получают фантастическую прибыль.
Альтернативы меди и алюминию для теплообменников
Во многих обслуживаемых нами отраслях чрезвычайно популярны теплообменники с медными трубками и алюминиевым оребрением, и очень часто эти материалы являются отличным выбором.Но медь и алюминий подходят не для всего. В компании Super Radiator Coils потребности многих наших клиентов часто диктуют необходимость изучения и понимания альтернативных материалов.
В этом посте мы выделим четыре материала, которые мы используем для ребер, труб и коллекторов, когда алюминий и медь не лучший выбор — обычно из-за некоторой комбинации высоких температур, высокого давления или проблем с коррозией. Мы расскажем о каждом из них, о плюсах и минусах соответствующих свойств, а также о некоторых приложениях, для которых они обычно используются.
- Нержавеющая сталь и нержавеющие суперсплавы
Плюсы: коррозионная стойкость, долговечность, устойчивость к температуре и давлению
Минусы: от плохой до умеренной теплоотдачи, стоимость
Все три наших завода используют нержавеющую сталь для всего, от труб до коллекторов, ребер и кожухов. Настоящее преимущество нержавеющей стали заключается в ее содержании хрома, который делает металл устойчивым к коррозии.
Нержавеющие сплавы могут содержать любое количество элементов, но все они содержат минимум примерно 11% хрома, который образует пассивный слой при контакте с воздухом, что делает нержавеющую сталь очень устойчивой к однородным коррозионным воздействиям. Как показывает практика, чем выше содержание хрома, тем устойчивее нержавеющая сталь к равномерной коррозии.
Нельзя сказать, что нержавеющая сталь вообще не подвержена коррозии. При достаточно высоких концентрациях сильные кислоты, такие как соляная кислота, могут вызывать коррозию нержавеющей стали, а также основные растворы, такие как гидроксид натрия.
Источник: «Рекомендации по выбору и использованию нержавеющей стали»
Типы 304 и 316 являются одними из самых распространенных нержавеющих сталей как на SRC, так и для потребителей стали во всем мире. Эти типы нержавеющей стали используются во многих отраслях промышленности, включая водоочистку, нефтегазовую промышленность, пищевую промышленность и многие другие.
Несмотря на то, что нержавеющая сталь обладает очень хорошей стойкостью к коррозии, ее характеристики теплопередачи являются недостатком, поскольку все нержавеющие стали обладают плохой или средней проводимостью тепла.Их теплопроводность колеблется от 8,1 британских тепловых единиц / (фут-час ° F) для супераустенитных сплавов до 15,1 британских тепловых единиц / (фут-час ° F) для ферритных сплавов. В то время как проводимость нержавеющей стали находится на низком уровне, она обычно используется для приложений, в которых отличная теплопередача является более низким приоритетом, чем такие вещи, как устойчивость к высоким температурам, давлению и коррозии.
Для сравнения теплопередачи этих материалов мы воспользуемся гипотетическим теплообменником — водяным змеевиком размером 40 x 80 дюймов.Емкость (британских тепловых единиц / час) этого змеевика, построенного из трубок из нержавеющей стали 304 и алюминиевых ребер, на 19% меньше, чем у такого же змеевика, изготовленного из медных труб.
Нержавеющие стали делятся на четыре категории в зависимости от их кристаллической структуры: ферритные, аустенитные, мартенситные и дуплексные.
Коррозионная стойкость нержавеющих сталей дополнительно усиливается за счет молибдена, добавление которого увеличивает стойкость к точечной коррозии. Никель также часто используется в нержавеющих сплавах.Одним из материалов с повышенным содержанием этих элементов является AL-6XN® , супераустенитный нержавеющий сплав, который мы регулярно используем для создания теплообменников, предназначенных для сильно кислых, загрязненных или соленых сред.
Нравится то, что вы читаете? Подпишитесь на наш блог и никогда не пропустите ни одного поста!
Его состав представлен в таблице ниже. AL-6XN также содержит небольшое количество других элементов, таких как азот, фосфор и марганец, которые повышают твердость стали и способствуют ее коррозионной стойкости.
Еще одна супер-аустенитная нержавеющая сталь, которую мы используем из-за ее высочайшей устойчивости к коррозии, — это Hastelloy®. Под маркой Hastelloy продается ряд коррозионно-стойких и жаропрочных сплавов, среди которых C-22® является одним из самых популярных. Известный своей устойчивостью как к окисляющим, так и к неокисляющим веществам, Hastelloy® C-22® часто используется в суровых промышленных условиях.
- Мельхиор
Плюсы: Коррозионная стойкость, долговечность, теплопередача
Минусы: стоимость
Купроникель, или медно-никелевый сплав, представляет собой медный сплав, содержащий никель, а также элементы для повышения прочности, такие как железо, которое также увеличивает сопротивление высокой скорости потока, и марганец, который действует как раскислитель во время смешивания и литья.Добавление никеля делает мельхиор стойким к коррозии, особенно к морской воде в морской среде. Его содержание меди обычно колеблется от 60 до 90 процентов, но мы чаще всего видим мельхиор в сплавах 90/10 и 70/30, названных по их соотношению меди к никелю, соответственно. См. Разделение этих двух сплавов ниже.
Купроникель обязан своей коррозионной стойкостью благодаря тонкой липкой защитной пленке на поверхности, которая быстро образуется после воздействия чистой морской воды.Для полного формирования требуется примерно два-три месяца, после чего скорость коррозии со временем будет снижаться.
Купроникелевые сплавы немного лучше проводят тепло, чем нержавеющие стали, с типичным диапазоном от 29 БТЕ / (час × фут × F °) при 200 ° F для мельхиора от 70/30 до 33 БТЕ / (час × фут × F °). при 200 ° F для сорта 90/10. Из металлов, покрытых этой деталью, мельхиор по теплопередаче уступает только меди. Если мы воспользуемся той же гипотетической змеевиком из предыдущего раздела, емкость (БТЕ / ч) медно-никелевого водяного змеевика размером 40 x 80 дюймов с алюминиевыми ребрами всего на 9% ниже, чем у медно-алюминиевой версии того же змеевика.
Превосходная коррозионная стойкостьКупроникель является его главным преимуществом, что делает его идеально подходящим для морских применений, таких как опреснительные установки и морские нефтегазовые платформы. Другие распространенные применения мельхиора включают, среди прочего, конденсаторы электростанций, производство пара для судоходства и компоненты систем рекуперации тепла на опреснительных установках.
- Углеродистая сталь
Плюсы: Теплопередача, прочность, универсальность, термостойкость, стоимость
Минусы: Плохая коррозионная стойкость
Третий материал, который будет покрывать эта деталь, — углеродистая сталь.Углеродистая сталь, названная по содержанию углерода, классифицируется по тому же критерию: низкоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая сталь и высокоуглеродистая сталь. Углеродистая сталь обычно содержит от 0,04% до 1,5% углерода. Другие элементы часто добавляют для улучшения желаемых характеристик, таких как твердость и свариваемость. В основном мы используем низкоуглеродистую сталь для теплообменников, в основном из-за ее свариваемости, но также частично из-за ее теплопроводности, которая в среднем составляет примерно 26 БТЕ / (час × фут × F °) при 200 ° F, что ставит ее прямо посередине. металлов, рассмотренных в этом посте.Например, наш теоретический водяной змеевик 80 x 40, сделанный из углеродистой стали, приводит к снижению емкости на 16% по сравнению с медным змеевиком того же размера.
Как и нержавеющая сталь, углеродистая сталь также ценится за ее способность работать при более высоких температурах, чем медь.
- Титан
Плюсы: Прочность, коррозионная стойкость
Минусы: Низкая эффективность теплопередачи, стоимость, доступность, время выполнения, работоспособность
Последний металл, который исследует этот предмет, — титан.Хотя мы работаем с ним нечасто, время от времени клиенты запрашивают его или наши инженеры определяют, что это подходящий вариант в зависимости от операционной среды.
Преимущество титаназаключается в его прочности и коррозионной стойкости. Он чрезвычайно прочен, что делает его подходящим для промышленных условий. В нелегированной форме титан по прочности аналогичен прочности стали, но при этом гораздо менее плотен, чем сталь, поэтому стоит подумать, является ли вес важным фактором.
Когда мы работаем с титаном, мы обычно используем два типа: Grade 1 (согласно ASME SB-338) и Grade 2 (согласно ASME SB-861), оба из которых нелегированы.к.а. «коммерчески чистый». Сорт 1 относится к нижней части диапазона прочности титана. Это также самый мягкий и самый пластичный из нелегированных разновидностей титана. Сорт 1 также обеспечивает хорошую формуемость в холодном состоянии и ударную вязкость наряду с превосходной устойчивостью титана к коррозии. Из-за этих свойств мы используем титановые трубки 1-го класса при изготовлении титановых теплообменников.
Титан Grade 2 известен как «рабочая лошадка» титана. Его формуемость в холодном состоянии и относительная простота изготовления делают его желательным для ряда применений, таких как производство электроэнергии, целлюлозно-бумажная промышленность и пищевая промышленность.Марка 2 также обладает хорошей свариваемостью и отличной коррозионной стойкостью. Когда нам нужно изготавливать титановые коллекторы, мы используем марку 2.
С точки зрения теплопередачи титан находится в нижней части спектра с теплопроводностью примерно 12 БТЕ / (час × фут × F °) при 200 ° F. Иногда титан используется в аналогичных областях применения, таких как нержавеющая сталь и мельхиор, например, в морских системах, в опреснении воды и производстве электроэнергии.
Обратитесь к таблице ниже для сравнения теплопроводности всех металлов, упомянутых в этой публикации, а также меди для сравнения.
Таким образом, существует множество вариантов материалов, помимо меди и алюминия, и существует почти безграничное количество комбинаций материалов, возможных для теплообменников. Опыт наших инженеров в сочетании с нашим программным обеспечением для выбора катушек означает, что мы можем спроектировать катушку, используя любой из материалов, описанных в этом посте. Если вы не знаете, какие материалы нужны для вашего приложения, но не думаете, что медь и алюминий — правильный выбор, позвоните нам. Мы разработаем катушку, которая будет соответствовать вашим потребностям и бюджету.
Не оставайтесь незамеченными, когда дело касается теплопередачи. Чтобы быть в курсе самых разных тем по этой теме, подпишитесь на The Super Blog, наш технический блог, Doctor’s Orders и подпишитесь на нас в LinkedIn, Twitter и YouTube.Выбор материала оребрения для промышленных теплообменников
Нержавеющая сталь, медь, электронное покрытие, герезит или CuNi?
Когда Super Radiator Coils разрабатывает катушки для клиентов, материалы являются одними из наиболее важных факторов.Такие вещи, как приложения, окружающая среда и срок службы катушки, должны быть приняты во внимание при проектировании катушки. То же самое должно быть с ценами и отраслевыми стандартами, что еще более важно для принятия материальных решений.
В отличие от легких коммерческих приложений, где планирование и принятие решений занимает несколько недель или месяцев, промышленные проекты, как правило, продвигаются гораздо медленнее, а сроки проекта часто охватывают месяцы или годы.
В промышленных проектах качество и срок службы часто являются главными проблемами.Следовательно, эти проекты могут включать рассмотрение материалов, отличных от тех, которые используются в типичном коммерческом приложении HVAC.
В этом посте мы рассмотрим пять примеров ребер, сделанных из материалов, которые можно увидеть на промышленных теплообменниках. Мы исследуем относительную стоимость, характеристики теплопередачи и коррозионную стойкость каждого из них. Для сравнения стоимости все плавники будут отсортированы от самых дорогих до самых дешевых.
Нравится то, что вы читаете? Подпишитесь на наш блог и никогда не пропустите ни одного поста!
Вариант 1: Медно-никелевые ребра
Стоимость: 1
Теплопроводность: Теплопроводность никелевой меди варьируется в зависимости от сплава.Двумя основными марками медно-никелевого сплава являются медь и никель 90/10 и 70/30 соответственно. Их теплопроводность обычно составляет от 17 БТЕ / час × фут × F ° до 23 БТЕ / час × фут × F ° [i].
Коррозионная стойкость: Медно-никелевый сплав очень устойчив к коррозии в морской воде и по этой причине часто используется в промышленных морских средах. Это сопротивление возникает из-за образования тонкой липкой защитной пленки на поверхности, которая быстро образуется после воздействия чистой морской воды.Для полного формирования этого покрытия требуется примерно два-три месяца, после чего скорость коррозии продолжит снижаться.
Выводы: Это самый дорогой материал, из которого изготовлена деталь, и его теплопередача находится на низком уровне, но его долговечность и устойчивость к коррозии делают его хорошо подходящим для множества промышленных применений, особенно в морской среде.
Вариант 2: ребра из нержавеющей стали 316
Стоимость: 2
Теплопроводность: Теплопроводность нержавеющей стали 316 относительно низкая.Хотя 316 и лучше, чем тип 304, он по-прежнему составляет всего от 17 БТЕ / час × фут × F ° до 13 БТЕ / час × фут × F °, что находится в нижней части диапазона, рассматриваемого в этой статье.
Коррозионная стойкость: В отличие от типа 304 нержавеющая сталь 316 содержит молибден, который помогает обеспечить большую коррозионную стойкость против таких вещей, как локальное воздействие хлоридов, а также общая коррозия от восстанавливающих кислот, таких как серная кислота. Таким образом, тип 316 обычно используется в более агрессивных средах, чем 304.
Выводы: Нержавеющая сталь типа 316 — прочная и долговечная, способная противостоять суровым промышленным условиям. Однако его относительно низкая способность к теплопередаче делает его лучше всего подходящим для сред, в которых устойчивость и срок службы более ценны, чем теплопередача.
Вариант 3: ребра из нержавеющей стали 304
Стоимость: 3
Теплопроводность: Как и у типа 316, плохая теплопередача является одним из самых больших недостатков использования нержавеющей стали для теплообменников.Его способность к теплопередаче (9,24 БТЕ / (час × фут × F ° [ii]) хуже, чем у алюминия (136 БТЕ / час × фут × F ° [iii]), и намного хуже, чем у меди (231 БТЕ / час × фут × F ° [iv]).
Коррозионная стойкость: Нержавеющая сталь обеспечивает отличную коррозионную стойкость и является отличным выбором, если защита от коррозии является первоочередной задачей приложения. Из-за содержания хрома нержавеющая сталь подвергается пассивации во влажной среде, которая образует тонкую инертную поверхностную пленку оксида хрома даже при воздействии небольшого количества кислорода.Пленка препятствует дополнительной коррозии, блокируя диффузию кислорода к поверхности стали, что предотвращает распространение коррозии.
Что касается коррозии от кислот и щелочей, нержавеющая сталь 304 комнатной температуры устойчива только к 3% кислоте и не может быть практичным выбором для кислых сред. 304 также может быть подвержен щелевой коррозии из-за хлоридов.
Выводы: Характеристики аналогичны 316, но 304 менее устойчивы к коррозии.
Вариант 4: Медные ребра
Стоимость: 4
Теплопроводность: Медь является одним из самых теплопроводных веществ на Земле, что делает ее чрезвычайно эффективной в теплообменниках.При 231 БТЕ / час × фут × F ° рейтинг теплопроводности меди на 60% выше, чем у алюминия, и на 3000% у нержавеющей стали.
Коррозионная стойкость: В чистом воздухе, воде и деаэрированных неокисляющих кислотах коррозия меди происходит с очень низкой скоростью. Однако в более суровых условиях медь со временем окисляется, что приводит к образованию зеленой патины. Эта патина в определенной степени защищает медь от коррозии, но не от агрессивных коррозионных веществ, таких как кислотный дождь.
Выводы: Медные ребра без покрытия, вероятно, непригодны для большинства суровых промышленных сред, особенно кислых.Однако, если теплопередача является главным приоритетом и в змеевике не используются кислоты, медные ребра — очень хороший вариант.
Вариант 5: Алюминиевые ребра с покрытием Heresite P413
Стоимость: 5
Теплопроводность: Покрытие алюминиевых пластин герезитом оказывает менее 1% отрицательного воздействия на способность теплообменника. Фактически это то же самое, что и алюминий и медь без покрытия. Heresite — хороший вариант для применений, где требуются преимущества теплопередачи меди или алюминия, но с гораздо большей устойчивостью к коррозии.
Коррозионная стойкость: Heresite обеспечивает потрясающую коррозионную стойкость и может выдерживать множество агрессивных сред. Он особенно эффективен в прибрежных и морских применениях с соленым воздухом, пройдя 1000 часов в тесте ASTM G85-A3 по испытанию подкисленной синтетической морской воды (SWAAT). Heresite также соответствует стандарту ISO 12944-9 (ранее ISO 20340), выдерживая 4200 часов (25 циклов) с чередованием солевого тумана, УФ-излучения и температурных ударов.Heresite — первое покрытие HVAC-R и радиатора, соответствующее этому стандарту.
Выводы: Алюминиевые ребра с покрытием из ересита подходят для множества вариантов. Для применений, где цена, теплопередача и устойчивость к коррозии одинаково ценятся, следует рассмотреть Heresite, особенно для морской среды и среды с соленым воздухом.
Вариант 6: Алюминиевые ребра с электронным покрытием
Стоимость: 6
Теплопроводность: Как и Heresite, электронное покрытие снижает теплопередачу менее чем на 1%, с небольшой разницей между змеевиком с покрытием и неизолированным теплообменником.
Коррозионная стойкость: E-coat также обеспечивает потрясающую коррозионную стойкость, пройдя 3000 часов в тесте ASTM G85-A3 (SWAAT). E-Coat не тестировался на соответствие стандарту ISO 12944-9.
Выводы: Как и Heresite, алюминиевые ребра с E-покрытием являются хорошим вариантом для множества применений, таких как прибрежные районы или промышленные среды с высокой влажностью и агрессивной атмосферой, такие как электростанции, нефтеперерабатывающие заводы или паровые турбины.
Не оставайтесь незамеченными, когда дело касается теплопередачи.Чтобы быть в курсе самых разных тем по этой теме, подпишитесь на The Super Blog, наш технический блог, Doctor’s Orders и подпишитесь на нас в LinkedIn, Twitter и YouTube.
[i] https://www.copper.org/applications/marine/cuni/properties/physical/[ii] https://www.azom.com/properties.aspx?ArticleID=863
[iii] https: //www.engineersedge.com/properties_of_metals.htm
[iv] https://www.engineersedge.com/properties_of_metals.htm
Руководство по выбору латунных и медных труб
Руководство по выбору латунных и медных трубadminchi12019-06-10T14: 43: 07-05: 00
РУКОВОДСТВО ПО ВЫБОРУ ЛАТУНИ И МЕДНЫХ ТРУБ
2.1 ВВЕДЕНИЕ
необходимы для передачи тепла в самых разных рабочих условиях и для защиты от коррозии в течение максимально длительного периода времени. Рабочие условия могут охватывать диапазоны температур от минусовой до 1000F, скорости жидкости от 1-15 футов в секунду и давления от вакуума до 1000 фунтов на квадратный дюйм. В зависимости от конструкции, назначения и местоположения теплообменника нагреваемая или охлаждаемая среда может вызывать коррозию. Средой обычно является (1) охлаждающая вода, пресная, морская, солоноватая или химически обработанная (2) пар и конденсат или (3) химические и нефтехимические вещества, контактирующие с внутренней или внешней поверхностью трубы.Трубки из медного сплава использовались для теплообменников более 100 лет, как было указано в Британском Адмиралтействе в 1870 году. Известно, что при некоторых условиях эксплуатации агрегаты хорошо служат в течение 25 лет. Продолжающееся использование медных сплавов является результатом их проверенной надежности и признания. Ни один из сплавов с одной трубкой не будет обеспечивать одинаково удовлетворительные характеристики во всех рабочих условиях, однако медные сплавы обладают выдающимися противообрастающими характеристиками. Они не поддерживают морской рост.
2.2 НЕКОТОРЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВЫБОР МАТЕРИАЛА ТРУБ
Медные сплавы обладают хорошими механическими, физическими и соединительными характеристиками в дополнение к их превосходной коррозионной стойкости.
С механической точки зрения медные сплавы обладают отличной пластичностью, что позволяет легко устанавливать трубы путем расширения, растягивания или прокатки, чтобы обеспечить плотное соединение труб с трубными решетками. Они обладают высокой прочностью и жесткостью, что позволяет легко обращаться с ними и вводить их в отверстия трубной решетки без изгибов, перегибов и вмятин.Наличие встроенных оребренных труб из медного сплава и U-образных изогнутых труб является примером их способности к пластичности. Превосходные физические свойства медных сплавов придают им более высокую теплопроводность, чем у большинства сплавов, и предсказуемый коэффициент расширения. Также эти сплавы можно легко соединить пайкой или сваркой при сборке многих типов теплообменного оборудования.
Выбор лучшего сплава труб для конкретного применения обычно основывается на характеристиках коррозионной стойкости сплава в дополнение к устойчивости к рабочим температурам и давлению.Каждый из этих факторов описан в следующих параграфах, а краткая справочная информация о среде трубки представлена в таблице 2.1.
При выборе сплава на основе агрессивной среды необходимо учитывать следующие дополнительные факторы:
- Прошлые характеристики или срок службы материалов при аналогичных условиях эксплуатации.
- Химический состав сред, контактирующих с поверхностями трубок.
- Рабочие температуры и температуры стенки трубки.
- Скорости жидкости.
- Необычное загрязнение источников воды — илом, песком, летучей золой, морскими обитателями.
- Расположение в блоке наиболее распространенных отказов.
- Исследование состояния перегородок, пластин и отверстий трубных решеток.
- Изучение типа коррозии в подобных установках.
Медные сплавы представляют собой группы материалов, которые относятся к семействам сплавов, обладающих избирательной стойкостью к определенным агрессивным средам. В основном промышленность предлагает медь, оловянные латуни или адмиралтейства, алюминиевые латуни и медно-никелевые сплавы.
Конденсатор и системы теплообмена
У. Кирк и Аутур Тутхилл; Технический отчет семинара CDA Inc. 7044-1919. Применение медно-никелевых сплавов в морских системах. 1992.
Введение
Для подавляющего большинства применений в теплопередающем оборудовании передача тепла происходит между двумя потоками жидкости. Теплообменник — это просто устройство, которое направляет пути потока таким образом, чтобы два потока приводились в тепловой контакт через проводящую стенку, при этом оставаясь физически разделенными.Эта теплопроводящая стенка представляет собой трубу в кожухотрубных теплообменниках, которые составляют значительную часть таких агрегатов на электростанциях, кораблях, в химической обрабатывающей промышленности и в опреснительных установках. Относительно тонкостенная трубка, выбранная в первую очередь из-за эффективности теплопередачи, становится критическим компонентом в конденсаторах и других теплообменниках и должна хорошо работать в течение длительных периодов времени в иногда очень сложных рабочих условиях. Сплавы Cu-Ni имеют долгую и успешную историю в теплообменниках, охлаждаемых морской водой, и будут подчеркнуты в этой статье. (1-7)
Поскольку конденсатор является сердцем системы отвода тепла на действующих электростанциях или предприятиях перерабатывающей промышленности, а также на судах, его надежность и эффективность влияют на общую производительность системы. Отложения и пленки, которые накапливаются и растут на внутренней поверхности трубки, влияют на способность теплопередачи и, в свою очередь, на ее способность конденсировать пар. В этой статье будет обсуждаться влияние и контроль этих пленок как важных частей целостности трубы, которые поддерживают границу между строго контролируемой термодинамической рабочей жидкостью и потенциально агрессивной охлаждающей водой.
Природная морская вода, которая может быть или не быть загрязненной, будет считаться охлаждающей водой для всех обсуждений. Прибрежные установки обычно проектируются так, чтобы иметь один большой теплообменник с морской водой со стороны трубы и несколько замкнутых систем охлаждения со стороны кожуха. Материалы теплообменника должны быть выбраны для работы с паром или другими рабочими жидкостями в этих контурах со стороны кожуха, а также с доступной охлаждающей водой на месте установки со стороны трубы. Хотя эти замкнутые контуры имеют свою критичность с точки зрения термодинамики, механики и технического обслуживания, в этой статье основное внимание будет уделено характеристикам со стороны трубы (морская вода).Любая утечка со стороны трубы легко загрязнит любую рабочую жидкость со стороны кожуха. Влияние загрязнения необходимо учитывать на протяжении всего процесса, от проектирования до выбора материалов и технического обслуживания, с учетом срока эксплуатации всей системы.
Что касается характеристик трубок, необходимо учитывать несколько взаимодействий с другими компонентами системы охлаждающей воды:
- Первым по важности является оборудование для удаления мусора перед водяной камерой или головкой канала.Это обсуждается более подробно в разделе о системе впуска.
- Конструкция и работа системы впрыска хлора обсуждаются в разделе «Устойчивость к коррозии». Даже после тщательной очистки от мусора и морских организмов свободно плавающие личинки попадают в водяной ящик и трубки и могут атаковать и расти, если им будет предоставлена возможность.
- Расчетная скорость и характер потока из водяной камеры через пучок труб могут повлиять на коррозию и характеристики теплообмена в трубке.Снова обратитесь к разделу «Устойчивость к коррозии».
- Гальванические взаимодействия между материалами водяной камеры, трубной решетки и трубопровода также обсуждаются в разделе «Устойчивость к коррозии».
Качество воды
Обычный анализ морской воды будет включать температуру солености или электропроводности, растворенного кислорода, pH и иногда ионов металлов, если поблизости находится известный источник. Наличие или отсутствие кислорода, сероводорода (H 2 S) и промышленных загрязнителей (особенно аммиака) являются факторами состава, которые оказывают значительное влияние на характеристики медных сплавов в теплообменных системах и должны быть идентифицированы.Хотя обычно это не включается в анализ воды, количество обломков (палки, камни, гравий, морские раковины, грязь и песок), растворенные газы и свободно плавающие личинки биообрастающих веществ часто оказывают гораздо большее влияние на характеристики трубы, чем факторы состава, указанные в обычные анализы воды. (8-10) Загрязнение воды увеличилось в Соединенных Штатах примерно в середине века из-за двойного воздействия промышленных отходов и неочищенных городских сточных вод до 1960-х годов. Затем федеральное законодательство и законодательство штата изменили эту тенденцию, и одновременно с этим количество отказов труб, вызванных загрязнением, достигших своего пика в начале 1960-х годов, начало сокращаться.
Законодательство об охране окружающей среды оказало и другое влияние на обращение с охлаждающей водой. (11) В точке слива и температура, и способ диспергирования нагнетаемой воды обычно регулируются до максимального перепада температур по отношению к температуре окружающей среды принимающего водоема. Кроме того, Агентство по охране окружающей среды (EPA) ограничивает содержание остаточного хлора в среднем до 0,2 ppm в сточных потоках.
Чистым эффектом экологического законодательства стало изменение коррозионной природы охлаждающей воды.Это снова увеличило активность биообрастания, так что все последствия биообрастания пришлось решать как в существующих установках, так и при проектировании новых.
Система впуска
Проектирование, эксплуатация и техническое обслуживание системы забора забортной воды существенно влияют на характеристики трубок теплообменника. Судовые системы относительно просты, так как суда работают в больших водоемах с очень низким содержанием мусора и довольно чистой морской водой, за исключением портов. Эти водозаборные системы включают решетку, установленную заподлицо с корпусом или слегка утопленную в корпусе, для защиты от крупных предметов, таких как ящики, рыба или плавающие бревна.Между насосами и водяной камерой обычно устанавливаются стационарные сита или сетчатые фильтры для отсеивания более мелкого мусора. Дополнительные экраны с небольшими отверстиями необходимы перед трубками малого диаметра во вспомогательных теплообменниках, таких как маслоохладители и килевые охладители.
Рисунок 1. Функция решетчатых решеток и подвижных экранов в системе забора забортной воды
Конструкция водозаборной системы для прибрежных растений намного сложнее и критичнее. Рисунок 1 иллюстрирует функцию решетчатых решеток и передвижных экранов.Крупный плавающий мусор не попадает во входное отверстие решетчатыми решетками. Скорость воды через решетчатые решетки должна быть достаточно низкой, чтобы рыба и мусор не прижимались к решеткам, тем самым уменьшая площадь потока и увеличивая скорость прохождения решеток. Любое увеличение скорости воды просто задержит больше мусора и рыбы, еще больше уменьшая площадь потока и еще больше увеличивая скорость воды.
Передвижные сетки после решеток предназначены для отсеивания рыбы, клешней крабов, морских раковин, веток, полиэтиленовых пакетов и подобного мусора.Эти грохоты предназначены для удаления скопившегося мусора при медленном вращении. Передвижные экраны должны содержаться в хорошем рабочем состоянии. Размер отверстий в подвижных экранах составляет порядка 1/2 дюйма или меньше, а размер трубы теплообменника обычно устанавливается как минимум в два раза больше, чем размер отверстия в сетке.
Рис. 2. Схематическое изображение участка системы забора морской воды между подвижными экранами и теплообменником.На рисунке 2 показан участок системы охлаждающей воды между подвижными экранами и теплообменником или конденсатором.Стационарные сита, которые могут представлять собой корзины, автоматические сетчатые фильтры или фильтры, обеспечивают окончательную фильтрацию мусора перед тем, как охлаждающая вода попадет в водяную камеру и трубопровод.
Рисунок 3. Два сетчатых фильтра корзиночного типа в большой опреснительной установке
Рис. 4. Обломки русла удалены из нижней части сетчатого фильтра (Рис. 3)
Рис. 3 — фотография двух таких сетчатых фильтров корзиночного типа на опреснительной установке на Ближнем Востоке. Грубый мусор, ракушки, камни, стекло, гвоздь и кусок стали в верхней части Рис. 4 были удалены из нижней части одного из этих двух фильтров.Гильзы и более мелкие камни, показанные в нижней части рисунка 4, были удалены с нагнетательной стороны трубного пучка. Сетка в сетчатом фильтре была сломана более крупными камнями, гвоздями и сталью, что позволило последним упомянутым обломкам попасть в трубы. Отверстия в сетке составляли 3/8 дюйма, что позволяло удерживать мусор достаточно большого размера, чтобы вызвать его застревание из трубы до тех пор, пока фильтры не будут сломаны. Некоторая часть мусора застряла в трубках, что привело к проникновению в трубку ниже по потоку от ложементов, аналогично тому, что показано на , рис. 5, и , рис. 6, .
Рисунок 5. Проникновение трубки за ложементом
Рис. 6. Камень застрял в трубе с отверстием на выходе
Операторы опреснительных установок определили и зарегистрировали отказы как отказы труб; тогда как на самом деле это были отказы экрана . Абсолютно важно, чтобы экраны во впускной системе были правильно спроектированы, и не менее важно, чтобы они правильно эксплуатировались и обслуживались. Отказы трубок из-за скоплений мусора — это отказы экрана, и их следует распознавать как таковые.В противном случае реальная причина отказов может быть упущена из виду, а совершенно ненужные отказы трубок могут продолжаться.
С двумя сетчатыми фильтрами, как и в вышеупомянутой конструкции, установка работает один до тех пор, пока он не забивается, а затем переключается на другой. Выведенный из эксплуатации сетчатый фильтр необходимо тщательно очистить, а сетки отремонтировать или заменить, чтобы сетчатые фильтры, а не пучок трубок, удаляли мусор из системы. Конденсатор или теплообменник никогда не должны работать как основной фильтр или сетка.
Коррозионная стойкость
Пленки продуктов коррозии
Рисунок 7. Скорость образования пленки продуктов коррозии на сплаве С70600 в морской воде. Рис. 8. Скорость коррозии сплава C70600 при длительном воздействии морской воды.Коррозионная стойкость сплавов Cu-Ni в морской воде зависит от природы пленки продуктов коррозии, которая образуется на поверхности после ее смачивания водой. Рисунок 7 (12) показывает скорость образования пленки на трубах C70600 (составы сплава Cu-Ni приведены в Таблице 1 ) в чистой морской воде при 60F с точки зрения снижения содержания меди в сточных водах за одну минуту. до трех месяцев после запуска.Через десять минут после запуска содержание меди в сточных водах уменьшилось в десять раз, а через час после запуска — в сто раз. Через три месяца пленка стала достаточно зрелой, так что содержание меди в сточных водах было практически таким же, как содержание меди на входе. Данные на рис. Рисунок 8 (13) подтверждают усиление защитной природы пленки через 14 лет воздействия. Этот долговременный защитный характер пленки продуктов коррозии на сплавах Cu-Ni (C71500 также был включен в 14-летние испытания, показавшие скорость долговременной коррозии, аналогичную скорости коррозии C70600 7,14 ), является причиной 20 -плюс лет службы сплава С71500 в судовых конденсаторах (15) и многих береговых заводах (16) .
Элемент | C70600 Диапазон | C71500 Диапазон | C71640 Диапазон | C72200 Диапазон |
---|---|---|---|---|
NI | 9,0 — 11,0 | 29,0 — 33,0 | 29,0 — 32,0 | 15,0 — 18,0 |
Cr | – | – | – | 0,3 — 0,7 |
Fe | 1.0 — 1,8 | 0,4 — 1,0 | 1,7 — 2,3 | 0,5 — 1,0 |
Mn | 1,0 макс | 1,0 макс | 1,5 — 2,5 | 1,0 макс |
Zn | 1,0 Макс | 1,0 макс | – | – |
Pb | 0,05 макс. | 0,05 макс. | 0,01 макс. | – |
Si | – | – | – | 0.03 макс |
С | – | – | 0,06 макс | 0,03 макс. |
Ti | – | – | – | 0,03 макс. |
S | – | – | 0,03 макс. | – |
Cu | Баланс | Баланс | Баланс | Баланс |
Обычная пленка продуктов коррозии тонкая, прочная и прочная.После того, как пленка полностью сформирована и достаточно созрела, пленка на сплавах Cu-Ni будет выдерживать значительные колебания скорости воды, загрязнения и других условий, обычно неблагоприятных для хороших характеристик труб из медного сплава. Хорошие защитные пленки образуются в холодной морской воде (ниже 20 ° C), но для созревания им требуется значительно больше времени. (17) Фрэнсис (18) наблюдал при температурах ниже 10 ° C, что более сильное ударное воздействие было отмечено на сплаве C71500 из-за отсутствия обогащения железом в коррозионной пленке.Такого изменения не наблюдалось ни для C70600, ни для сплава с более высоким содержанием железа C71640. Скорости коррозии и образование пленки при повышенных температурах были изучены Россом, (19) , который заметил, что высокая щелочность бикарбоната благоприятна для образования хороших пленок на С70600 при температуре 60 ° С. Образование пленки замедляется или предотвращается при уровне pH ниже 5 в аэрированной морской воде. Сплавы Cu-Ni остаются стойкими к коррозии в деаэрированной морской воде при низком pH, что было испытано на многочисленных опреснительных установках дистилляционного типа. (20)
Эффекты скорости
Скорость коррозии медных сплавов может зависеть от скорости морской воды, превышающей определенный предел, установленный для каждого сплава. Чем более адгезионная и защитная «пассивная» пленка на конкретном сплаве, тем выше скорость «отрыва» и тем выше ее устойчивость к ударному воздействию или эрозионной коррозии. Было опубликовано много информации о влиянии высокой скорости морской воды на коррозию сплавов на основе меди. Стремление получить лучшую стойкость к ударным воздействиям привело к разработке нового сплава на основе меди C72200, (21) , содержащего примерно 16% Ni и 0.5% Cr. Результаты многочисленных испытаний на ударную и эрозионную коррозию меди, адмиралтейской и алюминиевой латуни, 90-10 и 70-30 Cu-Ni и хромсодержащего сплава Cu-Ni дают принятые в отрасли пределы проектной скорости для труб конденсатора, указанные в таблице . 2 . (22) Другие испытания включали сплав C71640, содержащий 2% Fe и 2% Mn, и показали, что допуск по скорости намного больше, чем у сплава C71500, но меньше предела для C72200. (7)
Сплав | Максимальная расчетная скорость (м / с) |
---|---|
C12200 | 0,6 |
C44300 | 1,2 |
C68700 | 2,4 |
C70600 | 3,6 |
C71500 | 4,6 |
C72200 | > 9,0 |
Минимальная скорость для предотвращения осаждения отложений и коррозии под отложениями | 1.0 |
Нормальная расчетная скорость | 2,0 |
Два исследования (23) , (24) были проведены для характеристики поведения сплавов Cu-Ni в условиях, имитирующих частичную закупорку трубы конденсатора. В ходе одногодичных испытаний в морской воде для сплавов C72200 и C71640 была обнаружена повышенная стойкость к эрозионной коррозии по сравнению со сплавами C70600 и C71500. Некоторая локальная коррозия (точечная коррозия или щелевое воздействие) была отмечена на двух более высоколегированных материалах, но не на стандартных сплавах.Это наблюдение было также отмечено в сводной оценке влияния легирования на коррозию сплавов Cu-Ni. (25) Напряжение сдвига стенки трубы вокруг 90% блокировки было определено Sato (3) и приблизительно соответствует предельному напряжению сдвига, постулированному Efird (26) для сплава C72200. Это было определено при объемной скорости забортной воды всего 2 м / с, что находится в допустимых пределах для нормальных расчетных скоростей для насосно-компрессорных труб. Следует помнить о ранее обсуждавшихся системах впуска, в которых надлежащая конструкция и работа не должны допускать засорения трубы.
Хотя о влиянии высокой скорости написано много, гораздо меньше внимания уделяется чрезвычайно разрушительному действию низких скоростей. Авторы провели несколько анализов отказов НКТ C70600 и обнаружили, что первоначальная расчетная скорость потока была менее 1 м / с (1–1,5 футов / с). При таких низких скоростях потока есть время, чтобы даже очень легкие загрязнения бурового раствора и отложений оседали в НКТ, что приводило к коррозии недостаточных отложений и выходу труб из строя. Низкие скорости потока столь же вредны (возможно, даже в большей степени), как и высокие скорости потока, и от них следует предохраняться при первоначальной конструкции и эксплуатации.
Было опубликовано очень мало информации о схеме потока от трубопровода к водяной камере или головке канала и в конденсатор. Авторы столкнулись с рядом случаев, когда водяная камера, секция канала или плавающая головка были просто слишком малы, чтобы справиться с объемом, необходимым для конденсатора. Это привело к сильной турбулентности и эрозионной коррозии на впускном конце. Когда невозможно увеличить входную секцию, иногда можно установить распределительную пластину для поглощения турбулентности до того, как вода попадет в трубопровод.
Две трубы к водяной камере вызвали проблемы. Во-первых, входные отверстия с центральным соплом в неглубокой водяной камере привели к чрезмерной турбулентности в трубке в центре трубной решетки напротив входной трубы, а также к заиливанию и коррозии недостаточных отложений периферийных трубок с ограниченным потоком. Во-вторых, сопла с боковым входом в головки каналов привели к чрезмерной турбулентности и эрозионной коррозии на впускном конце, когда сопла были размещены близко к трубной решетке. Две рекомендации, которые могут быть полезны:
- допускает на 10-20% больший объем в водяной камере, головке канала или плавающей головке, чем может выдержать трубка;
- расположите центральную линию сопел с боковым входом на полном диаметре от трубной решетки.
Песок и ил
Эффект истирания песком был исследован, но его трудно определить количественно. Содержание песка менее 200 ppm редко повреждает хорошие защитные пленки на сплавах Cu-Ni. Нагрузки очень мелкого песка (<0,05 мм) допустимы до примерно 1000 частей на миллион. Частицы песка большего диаметра и более твердые, как правило, становятся все более абразивными по отношению к пленке в диапазоне 200-1000 частей на миллион. C71500 имеет несколько больший допуск на песок, а C68700 несколько меньше. При содержании песка выше 1000 ppm и для более крупных песков в диапазоне 200-1000 ppm сплав C71640 оказался очень устойчивым в мелководных эстуариях и в мелководных водозаборах опреснительных установок вдоль Персидского залива.Ожидается, что сплав C72200 также достаточно хорошо противостоит абразивному истиранию песком. Хороший порядок от наибольшего к наименьшему сопротивлению: C71640> C72200> C71500> C70600> C68700.
Ил или грязь не оказывают абразивного воздействия на коррозионную пленку, но могут быть очень разрушительными, если осесть в НКТ и оставаться на месте в течение значительного периода времени. Ил имеет тенденцию уноситься через НКТ, когда установки работают со скоростями, близкими к нормальным расчетным 2 м / с. При более низких скоростях количество ила, который может осаждаться, зависит от скорости осаждения, фактической скорости и длины трубы.Опыт показал, что при скоростях ниже 1 м / с отказов от коррозии можно ожидать в течение 6-12 месяцев, если только частая очистка не поможет удалить отложения до того, как начнется коррозия под отложениями.
Предполагается, что в отложениях типа ила или осадка происходит, во-первых, недостаток кислорода в нижней части отложения рядом с поверхностью трубы. Верхний слой отложений остается аэробным с активными бактериями. Во-вторых, после того, как нижний слой обеднен кислородом, сульфатредуцирующие бактерии становятся все более активными, производя сульфиды.По мере увеличения концентрации сульфида защитная пленка, уже ослабленная отсутствием кислорода, начинает разрушаться, и следует общий тип язвенной атаки. В настоящее время это обычно называют коррозией, вызванной микробиологическими факторами (MIC). (27)
Если отложения удаляются и поверхность очищается до того, как точечная коррозия проникает через стенку трубы, пленка легко восстанавливается, когда снова вводится чистая морская вода и трубка возвращается в эксплуатацию. Даже если трубка не станет чистой после удаления ила, пленка восстановится, но это займет больше времени.Оставшийся срок службы можно увеличить за счет установки более качественных фильтров и более частой механической очистки. Одной из сильных сторон сплавов Cu-Ni является их способность восстанавливаться после неправильного обращения, преобразовывать хорошие пленки и обеспечивать длительный срок службы.
Гальванические эффекты
Как правило, сплавы на основе меди гальванически совместимы друг с другом в морской воде. Сплавы Cu-Ni являются слегка катодными (благородными) по сравнению с безникелевыми сплавами на основе меди, но небольшие различия в потенциале коррозии обычно не приводят к серьезным гальваническим эффектам между сплавами, если не задействованы необычно неблагоприятные отношения анодной / катодной площадей.
Скорости коррозии гальванических пар из сплавов C70600 и C71500 с другими материалами показаны в Таблице 3 . (7) Эти данные демонстрируют повышенную агрессивность менее благородной углеродистой стали в сочетании со сплавами Cu-Ni, повышенную агрессивность сплавов Cu-Ni при соединении с более благородным титаном и общую совместимость сплавов Cu-Ni с алюминием. бронза. Следует отметить, что соединение сплавов Cu-Ni с менее благородными материалами, такими как углеродистая сталь, обеспечивает защиту Cu-Ni.Это эффективно снижает скорость коррозии, тем самым подавляя естественное сопротивление сплава биологическому обрастанию.
Несвязанный | Скорость коррозии (м / г) |
---|---|
C70600 | 31 |
C71500 | 20 |
алюминиевая бронза (C61400) | 43 |
Углеродистая сталь | 330 |
Титан | 2 |
Пары | |
C70600 Al бронза (C61400) |
25 43 |
C70600 Углеродистая сталь |
3 787 |
C70600 Титан |
208 2 |
C71500 Al бронза (C61400) |
18 64 |
C71500 Углеродистая сталь |
3 711 |
C71500 Титан |
107 2 |
Сплав C70600 очень слабо аноден по сравнению с C71500, и из этого факта было использовано некоторое преимущество.Сплав C70600 использовался в качестве покрытия на подложке из C71500 для маслоохладителей. Любые локальные проникновения турбулентной морской воды, такие как эрозионная коррозия, C70600 прекращаются, когда достигается нижележащий сплав C71500, до тех пор, пока не будет израсходована значительная часть анодной оболочки. Эта плакированная конструкция увеличила срок службы всей конструкции пластинчатых охладителей C70600 примерно с шести месяцев до более пяти лет непрерывного использования.
Результаты краткосрочных испытаний гальванической пары между C70600 и несколькими литыми сплавами на основе меди и ферросплавами приведены в таблице Таблица 4 .На скорость коррозии отливки 70-30 Cu-Ni не повлияло соединение с равной площадью C70600, в то время как было отмечено некоторое усиление коррозии других литых сплавов на основе меди. Скорость коррозии литых нержавеющих сталей была снижена, что привело к увеличению коррозии до C70600. Серый чугун показал наибольший гальванический эффект, в то время как скорость коррозии сплавов Ni Resist номинально увеличилась вдвое. Хотя следует проявлять некоторую осторожность при использовании абсолютных значений любых краткосрочных испытаний, на относительную степень ускорения коррозии от гальванической муфты не повлияло продление некоторых испытаний с парами Ni Resist / C70600 до одного года.Следует отметить, что эти краткосрочные испытания проводились в относительно холодной морской воде при температуре 10 ° C, хотя пары Ni Resist продолжались в течение всего года при температуре окружающей среды 7–30 ° C.
Сплав | Гальванический эффект ** | |
C70600 | Другой сплав | |
C70600 | 1.0 | – |
Литой 90-10 Cu-Ni | 0,8 | 1,6 |
Литой 70-30 Cu-Ni | 0,9 | 1,0 |
85-5-5-5 (C83600) | 0,9 | 1,5 |
Монель бронза (C92200) | 0,7 | 1,8 |
CN7M Нержавеющая сталь | 1,5 | 0,6 |
CF8M Нержавеющая сталь | 1,2 | 0.1 |
Серый чугун | 0,1 | 6,0 |
Ni-резистор типа I | 0,4 | 2,1 |
Ni-резистор типа II | 0,3 | 2,6 |
Ni-резистор типа D2 | 0,3 | 2,0 |
* Скорость морской воды: 1,8 м / с Температура морской воды: 10 ° C (испытания пары Ni Resist: 29 ° C) Время воздействия: 32 дня Пары одинаковой площади ** Соотношение масс потеря супружеской пары |
При рассмотрении вопроса о гальванической коррозии не следует упускать из виду пары разнородных металлов, которые так часто встречаются на входе в теплообменник, т.е.е., водяная камера, трубная решетка и трубки. Водяные боксы из углеродистой стали, покрытые 100% сплошным эпоксидным покрытием, довольно стандартны. Однако любое точечное отверстие, «выходное отверстие» или небольшое механическое повреждение, открывающее сталь-основу, приводит к тому, что крошечный анод из стали соединяется с более благородными сплавами семейства меди, титаном или нержавеющей сталью. В этих очень неблагоприятных точках соотношения катодной / анодной площадей можно ожидать глубокой коррозии стали, как показано на , рис. 9, . Коррозия оголенной стали также подрывает, поднимает и отслаивает покрытие.Ослабленные участки покрытия приводят к дальнейшему повреждению закупоривающих трубок. Обычно катодная защита с помощью гальванических анодов или системы подаваемого тока используется для защиты водяных камер с покрытием и рекомендуется при первоначальном проектировании.
Рис. 9. Коррозия стального водяного бокса с покрытием в результате точечного разрушения покрытияКонтакт между трубками и трубной решеткой может привести к гальванической коррозии, особенно если не уделить должное внимание выбору материалов. Ключевыми проблемными комбинациями материалов в последние годы, по-видимому, стали использование трубок из титана или нержавеющей стали (особенно при замене труб на существующих установках), где существуют трубные решетки из мунц-металла (C63500) или алюминиевой бронзы (C61400). (28) Сильная гальваническая коррозия этих трубных решеток привела к исследованиям, которые показали, что эффективная катодная площадь была во много раз больше, чем предполагалось, приближаясь к соотношению катода к аноду 1000: 1. (29) Эти трубные решетки из медного сплава, соединенные с титаном или нержавеющей сталью, требуют тщательно разработанной системы катодной защиты. (30)
Последствия загрязнения
Загрязненная охлаждающая вода, особенно в прибрежных гаванях и эстуариях, по сообщениям, вызвала преждевременные выходы из строя силовых установок и трубопроводов судовых конденсаторов, в которых используются сплавы на основе меди, в том числе Cu-Nis.Гилберт (31) отметил, что в начале 1950-х годов загрязненные воды были наиболее важным фактором, способствовавшим выходу из строя труб конденсатора. Несмотря на то, что загрязнение во многих гаванях резко снизилось за счет соблюдения строгих стандартов качества воды в последние годы, все еще сообщается об ускоренном воздействии загрязненной морской воды на трубы конденсатора и материалы трубопроводов. (22)
Атака сплавов на основе меди загрязненной морской водой (обычно сероводородом, или H 2 S) рассматривалась в многочисленных программах испытаний. (32-40) Первичные источники сульфид-иона:
- действие сульфатредуцирующих бактерий в анаэробных условиях (т. Е. В иле, иле или отложениях) на природный сульфат, присутствующий в морской воде;
- разложение органических соединений серы от разлагающихся растений и животных в системах морской воды в периоды длительного простоя.
Syrett (41) исследовал поведение сплава C70600 в аэрированных и загрязненных сульфидами водах.Он резюмировал большую часть этой работы в Рис. 10 . При полном отсутствии кислорода скорости коррозии были низкими, как указано в точке 1 и текущем i 1 , и оставались низкими вплоть до концентраций сульфидов до 55 г / м³ и скоростей до 5 м / с. В аэрированной воде скорость коррозии была несколько выше, относительно линии AB и тока i 2 . Более высокая скорость коррозии в аэрированной воде связана с переходом от восстановления водородом к восстановлению кислорода в качестве первичной катодной реакции.В загрязненных водах, где и кислород, и сульфид могут присутствовать в переходных условиях, катодной реакцией по-прежнему является восстановление кислорода с гораздо более высокой скоростью коррозии, что относится к пункту 2 и текущему состоянию i 4 . Эта работа иллюстрирует высокие скорости коррозии, которые могут иметь место в частично деаэрированной воде с присутствием сульфидов и в устьевых водах, где есть попеременное воздействие аэрированной воды и частично деаэрированной воды с каждой сменой прилива.
Syrett (41) также обнаружил, что толстая черная сульфидная пленка, образованная в водах, загрязненных сульфидами, будет заменена нормальной оксидной пленкой примерно через девять дней, когда загрязненная сульфидами вода будет заменена чистой аэрированной морской водой.Эта способность плохих пленок заменяться хорошими пленками при воздействии нормальной аэрированной морской воды оказалась одной из основных причин, по которым трубки из сплава C70600 так хорошо себя зарекомендовали на судах, многие из которых оборудованы в загрязненных гаванях.
Работа (42) Тодхантера с трубчатыми конденсаторами из Cu-Ni в гавани Лос-Анджелеса также иллюстрирует долговечность труб из Cu-Ni, подвергшихся воздействию сначала сульфида, а затем аэрированной морской воды ( Рисунок 11 ). Первоначально 10 конденсаторов были изготовлены из сплава C68700, который вышел из строя из-за сульфидного загрязнения.Затем блоки были повторно заполнены C71500 и C70600 в середине и конце 1940-х годов, когда, как показано на рис. , рис. 11, , в водах гавани все еще оставалось 1-2 ppm H 2 S. Поскольку качество воды улучшилось после Второй мировой войны, после первоначального воздействия сульфидов последовало воздействие аэрированной воды (после 1948 г.). Первоначальные сульфидсодержащие пленки были заменены пленками из оксида меди, и 18 лет спустя Тодхантер сообщил, что трубки Cu-Ni, первоначально подвергавшиеся воздействию сульфидов, обеспечивали отличную работу с очень низкой частотой отказов.
Рис. 11. Потребность в хлоре для остаточного хлора 0,25 ppm на выходе из конденсатора по сравнению с H 2 S и O 2 , присутствующими во внутренней гавани Лос-АнджелесаПрактически во всех опубликованных программах испытаний воздействия сульфидного загрязнения испытуемые образцы подвергались воздействию сначала непосредственно сульфидсодержащей воды или, поочередно, сначала загрязненной воды, а затем чистой, аэрированной морской воды. Один случай в наших собственных лабораториях включал первоначальное воздействие образцов C70600 и C71500 на чистую морскую воду в течение периодов до 4 месяцев с последующим воздействием морской воды, содержащей до 0.5 ppm H 2 S. Защитная пленка оксида меди, образовавшаяся в течение 4 месяцев, обеспечивала почти полную защиту от атак в морской воде, загрязненной сульфидами. Это объясняет хорошо известную способность судов в море заходить в загрязненные гавани в течение разумных периодов времени без повреждения медно-никелевых труб.
Воздействие растворенных и неконденсирующихся газов
Как показано на Рисунке 2, газы, а также отложения и личинки проходят через экран и попадают в конденсатор. К газам относятся 0 2 , CO 2 , NH 3 , Cl 2 и в отсутствие кислорода H 2 S.
Растворенный кислород полезен для хорошего образования пленки и сохранения пленки на сплавах Cu-Ni. Кислород также способствует окислению H 2 S, уменьшая или устраняя его эффективность в коррозии труб из медного сплава. Однако избыток воздуха может быть опасным, как это произошло на одной группе судов, оснащенных черпаком. Компоновка корпуса и ковша была такой, что входило так много воздуха, что многие трубы в верхней части конденсатора были закрыты воздушной подушкой и были неэффективными.Эрозионная коррозия на впускных концах была достаточно серьезной, чтобы потребовать использования концевых вставок труб для защиты впускного конца.
Двуокись углерода в количествах, обычно обнаруживаемых в морской воде, не оказывает вредного воздействия на медно-никелевые трубки. Избыток C0 2 в количествах, снижающих pH ниже 5, может быть вредным, но такие концентрации редко, если вообще когда-либо, встречались на практике.
Аммиак из промышленных отходов или экскрементов животных повреждает C68700 и, в редких случаях, C70600.Действие аммиака не изучено в такой степени, как действие сульфидов. Тем не менее, присутствие любого значительного количества (например, в диапазоне 10-20 частей на миллион) должно быть причиной для рассмотрения полевых испытаний или мер по исправлению положения.
Действие хлора
Прибрежные электростанции и предприятия перерабатывающей промышленности уже много лет используют хлор для борьбы с биообрастанием и образованием шлама. Общий опыт показывает, что концентрации Cl 2 находятся в диапазоне 0,2-0.5 частей на миллион контролируют биообрастание, не влияя на коррозию сплавов Cu-Ni. Результаты испытаний C71500 в течение шести месяцев показаны на Рис. 12 , (43) , что указывает на отсутствие вредного воздействия на коррозию при скоростях забортной воды до 3 м / с. Фактически, небольшое снижение скорости коррозии было отмечено даже при уровнях хлора 1,5 ppm, вводимых с перерывами.
Рис. 12. Влияние скорости и хлорирования на коррозию трубопровода 70-30 Cu-Ni в морской воде (187 дней испытания при средней температуре морской воды 24 ° C)Несмотря на то, что сплав C70600 по своей природе устойчив к прикреплению организмов-обрастателей, некоторые личинки, которые проходят даже через самые маленькие отверстия экрана, могут прикрепляться к поверхности в периоды низкого потока или отключения.Те немногие, которые устанавливаются, определяют интервал между механическими очистками, необходимый для восстановления полной теплопередачи. Без введения хлора может потребоваться механическая очистка для восстановления теплопередачи через один-два месяца. Впрыск хлора продлит интервал между механическими очистками и сохранит первоначальную способность к теплопередаче в течение длительных периодов времени. Впрыск хлора обычно предусматривается для теплообменников на прибрежных предприятиях, которые редко очищаются чаще, чем один раз в год, и для военно-морских судов, которые должны постоянно поддерживать свое оборудование с максимальной эффективностью.Хлор можно добавлять в газообразной форме или вырабатывать in situ посредством электролитического образования хлора.
Последствия морского биообрастания
Сплавы Cu-Ni давно известны своей устойчивостью к загрязнению морской среды. Эта устойчивость обычно связана с макробиологическим обрастанием, таким как ракушки, мидии и морские беспозвоночные соответствующего размера. Отличный опыт обслуживания систем забора морской воды, включая трубопроводы, фильтры, водяные камеры, трубные решетки и трубки, подтвердил многие результаты исследований и испытаний, демонстрирующих противообрастающие свойства.Bulow (44) и LaQue и Clapp (45) продемонстрировали, что обрастания не наблюдалось на сплавах, содержащих 80% меди или более, и только начальное загрязнение было отмечено на C71500. Эфирд и Андерсон (14) позже подтвердили эти наблюдения в ходе испытаний воздействия в чистой морской воде продолжительностью до 14 лет. Аналогичным образом, практический опыт работы с корпусами лодок из сплавов Cu-Ni C70600 и C71500 продемонстрировал превосходную стойкость к твердому обрастанию корпуса и соответствующее снижение затрат на техническое обслуживание корпуса.
Ritter and Suitor (46) изучали рост биообрастания на титане и C70600 при 27 ° C и различных скоростях морской воды. Они заметили, что основной проблемой загрязнения титана были частицы ила, связанные органическими наростами, которые прикрепляются с низкой скоростью, в то время как C70600 «загрязняется» продуктами коррозии и илом. Увеличение скорости удаляет ил, но не морские организмы, прикрепившиеся к титану. Начальная и постоянная скорости воды выше 1 м / с могут защитить большинство сплавов от биообрастания.ВМС США сообщили, что (47) проблемы загрязнения морской среды можно минимизировать в титановых конденсаторах или теплообменниках, всегда работая со скоростью воды, превышающей 1,2 м / с по всему теплообменнику.
Рис. 13. Устойчивость к засорению трубок C70600 при ежедневном периодическом хлорировании плюс очистка губчатым шариком, необходимая для поддержания R fИсследования Льюиса (48) продемонстрировали превосходную стойкость к биообрастанию и поддержание эффективности теплопередачи для сплава C70600 в естественной морской воде.Эта работа, показанная на рис. 13 , указывает на относительно медленный рост сопротивления теплопередаче на контрольной трубке (диаметр 1 дюйм при скорости потока морской воды 1,8 м / с) до тех пор, пока на 112 день из 180 не потребовалась очистка механической щеткой. -дневное испытание для поддержания сопротивления теплопередаче (R f ) ниже 0,9. Для сравнения, трубы из немедных сплавов очищали щеткой 12 раз за 120 дней, чтобы сохранить ту же теплопередачу. Когда вводили периодический ввод хлора при 0,25 ppm в течение 24 мин / день, сопротивление теплопередаче повышалось только до 0.4 в день 166, когда один проход мяча губкой снизил коэффициент R f на 50%. Важное наблюдение в работе Льюиса заключалось в том, что тщательно контролируемая и контролируемая механическая очистка трубок C70600 может поддерживать превосходное сопротивление теплопередаче и коррозионную стойкость. Если используется механическая очистка, следует помнить, что слишком большая частота может удалить защитную коррозионную пленку и отрицательно сказаться на сроке службы трубок. (49)
Обработка ионами железа
Хорошо известно, что не только железо в сплаве, но и добавки железа в морскую воду полезны для создания защитной поверхностной пленки на медных сплавах. (50), (51) Используются ионы двухвалентного железа из сульфата железа или забитых железных анодов, (34), (52) , особенно там, где в охлаждающих водах обнаружено загрязнение сульфидными ионами. Хак и Ли (53) продемонстрировали, что постоянное добавление сульфата железа в низком уровне может противодействовать ускоренной коррозии сплава C70600, как показано на , рис. 14, . Как отмечалось ранее, суда в море, использующие конденсаторы из сплава Cu-Ni, редко сталкиваются с проблемами коррозии в порту.
Рис. 14. Устойчивость к засорению трубок C70600 при ежедневном периодическом хлорировании плюс очистка губчатым шариком, необходимая для поддержания хладагента R 1Щелевая коррозия
Щелевая коррозия редко наблюдается на сплавах Cu-Ni, но при обнаружении обычно представляет собой щелевую коррозию с концентрацией ионов металлов. В этом механизме ионы металлов накапливаются в закрытой области. Щель становится облагороженной, и растворение происходит рядом с щелью на поверхностях, подверженных воздействию аэрированной морской воды.Скорость имеет тенденцию усугублять этот тип коррозии после ее возникновения, хотя скорость проникновения обычно не велика. Андерсон объяснил, что этот тип локализованного воздействия на сплавы Cu-Ni относительно нечувствителен к соотношению жирной / защищенной площади, поскольку площадь катода определяется размерами внутри щели, а не поверхностью вне щели.
Дилинг
Легирование сплавов Cu-Ni в чистой морской воде встречается довольно редко и наблюдается только при температурах выше 1000 C в условиях высокого теплового потока. (54)
Коррозионное растрескивание под напряжением
Сплавы Cu-Ni не подвержены растрескиванию, что было продемонстрировано на многих опреснительных установках дистилляционного типа.
Выбор материалов
НКТ
Конденсатор и теплообменник из адмиралтейской латуни с мышьяком преобладали в этой области, пока не была разработана алюминиевая латунь для лучшей устойчивости к ударной коррозии. Многочисленные исследования и разработки в медной промышленности в период 1920-1960 годов были посвящены разработке и улучшению стабильной защитной пленки от коррозии на сплавах Cu-Ni.Конечным результатом этой эпохи с точки зрения широко используемого сегодня семейства сплавов Cu-Ni является то, что сейчас считается основным сплавом для трубок C70600, плюс сплавы C71500, C71640 и C72200. Там, где наблюдаются более высокие скорости воды, турбулентность и увлеченные твердые частицы, логичным выбором являются последние три сплава. Например, в больших танкерах и контейнеровозах, оборудованных ковшами для их основных конденсаторов, турбулентность воды представляет собой проблему, которую трудно контролировать никакими средствами, кроме сплава C71640, выбранного конструкторами.Намного меньше опыта было получено с эрозионно-коррозионно-стойким сплавом C72200, но это остается интересной разработкой.
В обрабатывающей промышленности трубы C70600 также являются основным выбором для труб теплообменников, если они совместимы с условиями технологического процесса. Когда они несовместимы, иногда используются дуплексные или биметаллические трубы из стали или определенной марки нержавеющей стали поверх внутренней медно-никелевой трубы. Это требует специальной конструкции теплообменника как в катаной, так и в сварной конструкции из труб / трубных решеток.
Очень известный обзор характеристик конденсаторных труб на береговых электростанциях был проведен около 25 лет назад, (56) , но до сих пор остается отличным эталоном. Как в чистой, так и в загрязненной морской воде, где использовались пять различных сплавов труб, расчетная интенсивность отказов на 10 000 часов работы составляла от 0,05 до 0,11 для C70600 и от 0,004 до 0,06 для C71500. Авторы пришли к выводу, что вероятность достижения 20-летнего срока службы при потере труб не более 5% для сплава C70600 составляет 85%.Вероятность для C71500 была немного меньше — 81%.
Это исследование также включало отчет о 20 эсминцах ВМС США, находящихся в эксплуатации не менее 20 лет. Все трубки были изготовлены из сплава C71500 с трубными решетками C71500 как в основном, так и во вспомогательных конденсаторах. Средняя интенсивность отказов составила 0,008 во вспомогательных конденсаторах и 0,018 в основных конденсаторах. (56)
Гильзы
Любая тенденция к привариванию труб к трубной решетке и соображения гальваники настоятельно предполагают использование того же сплава для трубных решеток, что и трубки.Сплав C70600 — хороший выбор с трубками из того же сплава. Сплавы трубных листов не должны быть благороднее сплава труб. Следовательно, при использовании трубок C71500 или C71640 наилучшим выбором трубных решеток будет C71500.
Бронзовые трубные решетки все еще используются, начиная с некоторых старых устройств, в которых используется металл Muntz C28000 или свинцовый сплав C63500. Также используется сплав алюминиевой бронзы C61400, но предпочтение отдается более стойкому к коррозии сплаву никель-алюминиевая бронза C63000.Эти материалы трубной решетки анодны для трубок C70600 и C71500 и обеспечивают небольшую степень защиты концов трубок.
Желательны трубные решетки из твердого сплава, хотя в некоторых случаях в теплообменниках перерабатывающей промышленности можно использовать плакированные трубные решетки, в зависимости от требований к межтрубному пространству. В случае плакированных трубных решеток для максимальной надежности рекомендуется сварное соединение трубки с трубной решеткой.
Водяные боксы
Водяные боксы из чугуна или углеродистой стали с покрытием из резины, пластика или эпоксидной краски со 100% твердыми частицами встречаются довольно часто.Как упоминалось ранее в разделе о гальванических эффектах, катодная защита настоятельно рекомендуется для защиты стали от небольших разрывов или проколов в таких покрытиях.
Тонкая футеровка C70600 была использована для покрытия стальных водяных камер. Процесс крепления футеровки к стали с помощью точечной сварки MIG был разработан в Великобритании (57) , и британский Королевский флот использовал этот процесс.
Для небольших водяных камер можно использовать чугун Ni Resist, поскольку он имеет лучшую коррозионную стойкость, чем углеродистая сталь или обычный чугун, и, следовательно, более длительный срок службы.Однако, если его оставить без покрытия, он обеспечит гальваническую защиту трубных решеток и концов труб. Это может быть желательно для коррозионной стойкости, но не в том случае, если полагаются на противообрастающие характеристики сплавов Cu-Ni.
Solid Водяные камеры C70600 или C71500 широко используются на судах и опреснительных установках. В некоторых случаях сборная конструкция из углеродистой стали с усилением снаружи и медно-никелевым покрытием со стороны воды обеспечивает экономичный дизайн. Используются водяные камеры из литой алюминиевой бронзы или литой никель-алюминиевой бронзы, которые в большинстве случаев приемлемы для труб и трубных решеток из Cu-Ni.
Процедуры запуска / остановки
Продолжительные периоды пуска современных электростанций, а также продолжительные периоды оснащения судов привели к выходу из строя медных сплавов, когда вода остается в системе охлаждения забортной водой или не полностью сливается из нее. Если оставить системы заполненными, частично осушенными или просто влажными, это приведет к гниению морской воды, которое может произойти в течение трех-четырех дней. (32) Кислород расходуется на коррозию и биологическую потребность в кислороде, т.е., разложение органических веществ, обнаруженное почти во всех природных водах. Бактерии процветают и создают локальную среду, благоприятствующую микробиологической коррозии (MIC). Большинство отказов, о которых сообщалось во время этих пусковых периодов, вполне могут быть вызваны MIC, хотя обычно отказы считаются точечной коррозией сульфидного типа. Лекарство — просто хорошее домашнее хозяйство.
Если агрегаты должны оставаться заполненными более чем на два или три дня, насосы следует запускать один раз в день, чтобы вытеснить застоявшуюся воду свежей водой для естественного охлаждения. (10) Если агрегаты будут отключены более чем на неделю, их следует полностью осушить и высушить продувкой, чтобы удалить всю воду в низинах между опорами для труб.
Выводы
- Обычная пленка, которая образуется на сплавах Cu-Ni в аэрированной морской воде, созревает примерно за три месяца при 60 F и становится все более защищающей со временем эксплуатации.
- После созревания нормальная пленка вполне устойчива к загрязненной воде, скоростным скачкам и прочим злоупотреблениям.
- Аномальные пленки, образующиеся в загрязненной воде и при некоторых условиях запуска, менее защищают и легче разрушаются.Эти пленки заменяются обычными пленками, когда устройства возвращаются в нормальный режим работы в чистой воде.
- Присущая сплавам Cu-Ni устойчивость к биообрастанию позволяет агрегатам работать в течение нескольких месяцев между механическими очистками, необходимыми для восстановления исходной способности к теплопередаче. Введение хлора продлит интервалы между механическими очистками до года или более без вредного воздействия на коррозионную стойкость сплавов Cu-Ni.
- Конструкция системы всасывания для отсеивания мусора (палки, камни, крабовые клешни, морские ракушки и т. Д.)), которые могут застревать в трубах и частично блокировать их, важны для хороших характеристик труб из медно-никелевого сплава. Отказы трубок ниже по потоку от ложек на самом деле являются отказами экрана и должны рассматриваться как таковые, чтобы предотвратить повторение.
- Низкая скорость может нанести такой же ущерб, а может быть, и больше, чем высокая скорость. Расчетные скорости менее 2 м / с могут привести к коррозии материалов труб и преждевременным выходам из строя.
- Во время периодов запуска и ожидания в оставшихся заполненных агрегатах вода должна циркулировать в течение 1 часа в день.Осушенные агрегаты необходимо высушить, чтобы удалить воду, оставшуюся на дне трубок между низкими точками. Сплавы
- Cu-Ni гальванически совместимы с трубными решетками из медного сплава и водяными боксами. Водяные камеры с покрытием требуют дополнительной гальванической защиты для предотвращения сильной коррозии стальной основы, которая обнажается в месте повреждения покрытия. Такие устройства также требуют впрыска хлора, поскольку гальваническая защита, необходимая для водяной камеры, сводит на нет присущее Cu-Ni сопротивление биологическому обрастанию.
Медные трубчатые змеевики | Змеевики НКТ
Трубы, змеевики и кожухи для трубок, изготовленные по индивидуальному заказу в соответствии с вашими печатными спецификациями
Вы нашли «Go-To» источник для змеевиков медных труб, труб и нестандартных работ по намотке для всех ваших приложений теплопередачи и управления жидкостями. Обладая более чем двадцатилетним опытом работы в этой области, мы специализируемся на ваших теплопередающих устройствах, резервуарах для отделения масла, конденсаторах, системах отопления, медных трубопроводах или намотки по индивидуальному заказу.Мы продаем медные трубки разных размеров и форм, а также в различных резервуарах и металлических контейнерах в соответствии с вашими печатными спецификациями.
Все образцы приняты к рассмотрению
Независимо от того, является ли ваша катушка спиральной, змеевидной, коаксиальной или полностью настроенной, все конструкции принимаются для проверки. Как жестко вытянутые, так и отожженные гибкие медные трубки, пригодные для формования и намотки. С легкостью отдавайте на аутсорсинг производство змеевиков медных труб по индивидуальному заказу или покупайте большие партии медных труб нестандартной и нестандартной длины, включая змеевики с горизонтальной намоткой, водяные трубки и трубопроводы, охлаждающие трубки, DWV и капиллярные трубки.Для каждого вида гибких медных труб запросите ценовое предложение и быстро получите ответ!
Качественные змеевики из медных труб на базе производства
Ожидайте, что ваши змеевики и фитинги будут соответствовать вашим точным спецификациям заказа с точностью до +/- 0,020 дюйма в большинстве случаев. Объекты CTCG управляются владельцем и управляются ERP. Наша основная услуга — создание змеевиков труб практически из любого материала для всей вашей теплопередачи и потребности в управлении текучей средой.Мы тепло приветствуем безупречно простые проекты вплоть до университетской исследовательской сложности.
Повторяемость и устойчивость
CTCG использует приспособления и инструменты, которые позволяют быстро производить бухты медных труб. Наша обширная коллекция станков и опытных инженеров, а также запатентованные технологии и большое рабочее пространство делают обработку ваших крупных заказов столь же простой, как и прототипы.
Поставка змеевиков для большинства отраслей промышленности
Медь соответствует высочайшим стандартам качества во многих отраслях промышленности; поэтому мы рекомендуем использовать медь для ваших приложений в
- Аэрокосмическая промышленность,
- Строительная промышленность,
- Промышленность по переработке фреона,
- Медицинская промышленность и
- Кондиционеры и холодильная промышленность
Большинство проектов, включая газовые турбины, художественные проекты, диагностическое оборудование, можно легко изготовить за одну-четыре недели (а иногда и быстрее).Проверьте наш текущий инвентарь, чтобы узнать, какие типы трубок можно обслуживать в этом месяце. Компании по всей стране считают CTGC отличным ресурсом, от мастерских до многомиллионных корпораций.
Почему медь?
Медные трубки — идеальный материал для многих применений. Его прочность, простота изготовления и пайки, а также высокая теплопроводность неоценимы в процессе строительства жилых и промышленных зданий, особенно для установленного оборудования для охлаждения и кондиционирования воздуха.
Трубки из меди — один из немногих материалов природного происхождения, которые на 100% пригодны для вторичной переработки, поэтому при регенерации меди из труб, которые больше не нужны, металл не теряется, что делает их хорошим выбором на будущее.
Есть ли что-нибудь, что, по вашему мнению, нуждается в улучшении? Пожалуйста, напишите нам! Улучшение@coppertubecoils.com
Запросите ценовое предложение у группы Copper Tube Coils
Для немедленной помощи звоните (800) 978-5300
Для получения всесторонней помощи заполните форму ниже
Отзывы
- «Большое спасибо за все, что вы сделали (особенно за ваше терпение) и первоклассное обслуживание.«
- «Спасибо за прекрасную работу».
Политика котировок
Каждый запрос цен требует предоставления как минимум одного отпечатка с указанием размеров, допусков и типа (ов) материала. Мы искренне просим указать единое контактное лицо, а также указать его номер телефона, адрес электронной почты и / или номер факса, чтобы упростить процесс цитирования.
Как быстро сэкономить деньги
-
Будьте очень внимательны.Чем больше информации вы соберете о своих катушках, тем быстрее и дешевле (обычно!) Будет ваше предложение. Разборчивые отпечатки со стандартными обозначениями значительно сокращают время цитирования.
-
Планируйте консервативно. Срок выполнения работ может занять от 1 до 4 недель в зависимости от сложности вашего проекта. Твердый диапазон поставки будет предоставлен после получения вашего предложения.
-
Задайте вопросы. Если ваша цитата ниже или выше, чем вы ожидали, обязательно выясните причину.Иногда простое изменение приводит к экономии более 50%.
Форма запроса предложения
- Получите бухту медных труб для печати
- Это полный сервис. Наряду с намоткой предоставляются десятки дополнительных услуг.
- Получите котировки сегодня!
Мы искренне благодарим Вас за предоставленную возможность служить Вам! Чтобы получить более быстрое и подробное предложение, заполните длинную форму.
Получите предложение!
Преимущества CTGC
Поскольку CTGC представляет несколько компаний с различными навыками и оборудованием, ваши трубные изделия могут быть изготовлены быстро, используя широкий спектр знаний, не ограниченных стенами.