열 교환기용 구리 합금 이음매 없는 튜브: ASTM B111 C44300 해군성 황동, C68700 알루미늄 황동 및 C71500 백동

ASTM B111이 다루는 내용

ASTM B111은 표면 응축기, 증발기 및 열 교환기를 위한 구리 및 구리 합금 이음매 없는 튜브 및 페룰 스톡에 대한 표준 사양입니다. 이는 허용되는 합금, 화학 조성 제한, 템퍼에 따른 기계적 특성 요구 사항, 치수 공차, 허용 가능한 결함 및 선적 전에 적용해야 하는 테스트 방법을 정의합니다. 이 표준은 외경이 최대 3 1/8인치(79.4mm)인 튜브에 적용되며 대부분의 쉘 앤 튜브 열교환기 및 응축기 번들에 적용됩니다.

ASME SB111은 동일한 사양의 ASME 보일러 및 압력 용기 코드 에디션입니다. SB111과 B111의 화학적 조성과 기계적 요구 사항은 기술적으로 동일하며, 재료 문서가 용기의 코드 스탬핑 요구 사항과 일치하도록 압력 장비 주문이 SB111에 자주 이루어집니다. 동등한 관세를 위한 구리-니켈 튜브도 GB/T 8890, JIS H3300 및 BS EN 12451에 따라 생산되며 이러한 시스템에서 작업하는 구매자는 등급 이름만 비교하기보다는 성질, 공차 및 테스트 조항을 비교해야 합니다.

열 교환기 서비스 등급 제품군

B111에는 순수 구리, 황동, 알루미늄 청동 및 구리-니켈 합금이 포함되며, 그중 선택은 냉각수의 화학적 성질과 예상되는 튜브 속도에 따라 결정됩니다. C10200 무산소-, C12000 낮은 잔류 인, C12200 높은 잔류 인과 같은 구리 등급은 깨끗한 담수 및 공정의 구리 오염이 문제가 되지 않는 응용 분야에 사용됩니다. 황동과 백동은 응축기 및 열 교환기 역할을 주로 담당하며 가장 자주 주문되는 세 가지 등급은 해군성 황동, 알루미늄 황동 및 70-30 백동입니다.

합금 첨가물은 장식이 아닙니다. 해군성 황동의 주석과 비소, 알루미늄 황동의 알루미늄과 비소, 구리-니켈의 철과 망간은 각각 튜브가 흐르는 물과 지속적으로 접촉할 수 있도록 보호 표면 필름을 형성하거나 안정화합니다. 이것이 표준의 구성 한계가 좁은 이유이며 기계적 특성이 합격하더라도 -한계를 벗어난- 분석이 유효한 거부 사유가 되는 이유입니다.

기계적 성질 및 성미

B111은 각 튜브가 합금 및 템퍼에 대해 지정된 인장 특성을 충족하도록 요구합니다. 튜브 시트로 감아야 하는 열교환기 번들의 일반적인 공급 조건인 어닐링 튜브는 강도가 가장 낮고 신도가 가장 높으며 균열 없이 튜브 구멍으로 확장되도록 설계되었습니다. 경인발 및 경인발 템퍼는 인장 및 항복 요구 사항을 높이고 신장률을 줄이며 강성 또는 진동에 대한 저항이 제어 요구 사항인 경우에 사용됩니다.

황동 및 백동 등급 전반에 걸쳐 지정된 최소 인장 강도는 어닐링된 상태에서 경인발 상태까지 대략 275~415MPa(약 40~60ksi)이며, 구리{4}}니켈은 어닐링된 범위의 상단에 있고 황동은 냉간 가공 시 더 높은 값을 가질 수 있습니다. 따라서 모든 사양에는 템퍼를 명시적으로 명시해야 합니다. 왜냐하면 다른 템퍼로 공급된 동일한 등급은 어닐링 또는 경화 특성 세트에 대해 검사된 설계를 만족시키지 않기 때문입니다.

치수, 공차 및 공급조건

튜브는 외경, 벽 두께 및 길이에 따라 주문되며 표준은 벽 편심, 타원도 및 직진도에 대한 제한과 함께 각 튜브에 대한 공차를 설정합니다. 벽 두께는 밀 공차를 적용한 후 설계 압력에 충분해야 하므로 압력 계산에는 공칭 벽이 아닌 최소 벽을 사용해야 합니다. 길이는 일반적으로 3m, 5.8m, 6m, 11.8m 또는 12m의 직선 길이로 제공되거나 구매자가 요구하는 정확한 번들 길이로 절단됩니다.

튜브는 내부와 외부가 깨끗하고 건조한 상태로 공급되며, 끝 부분은 디버링 처리되고 운송을 위해 보호됩니다. 튜브가 튜브 시트로 확장되는 경우 튜브 끝의 표면 마감, 경도 및 타원성은 몸체 치수만큼 중요합니다. 왜냐하면 이것이 롤링 조인트의 품질을 결정하기 때문입니다. 물이 들어가는 콘덴서 튜브의 입구 말단에 사용되는 페룰은 동일한 사양의 페룰 스톡으로 공급됩니다.

테스트 및 검사 요구 사항

B111에는 포괄적인 테스트 시퀀스가 ​​필요하며 구매자의 사양에는 이러한 테스트 중 어떤 테스트를 목격하거나 보고해야 하는지 명시해야 합니다.

균열, 솔기, 함유물 및 벽 불연속성을 감지하기 위해 모든 튜브에 대한 와전류 테스트를 수행합니다.

튜브가 지정된 압력에서 누출이 없는지 확인하기 위한 정수압 또는 공압 테스트입니다.

인장 시험은 인장 강도와 연신율이 합금 및 템퍼에 대한 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.

튜브 시트로의 롤링에 대한 연성 및 적합성을 입증하기 위한 편평화 및 팽창 테스트.

황동의 내부 응력 및 응력 부식 민감성이 없는지 확인하기 위한 질산 수은 및 암모니아 증기 테스트.

유해한 함유물이 없고 지정된 경우 올바른 입자 크기를 포함하여 구성과 구조를 확인하기 위한 화학 분석 및 현미경 검사.

해수 서비스의 경우 와전류 테스트와 잔류 응력 테스트의 조합이 특히 중요합니다. 암모니아 또는 아민 화합물이 포함된 환경에서 몇 달 안에 응축기 튜브 균열을 일으키는 것은 구성이 아닌 잔류 응력입니다.

서비스 환경 등급 선택

실용적인 선택 논리는 물을 따릅니다. 적당한 속도의 깨끗하고 염화물이 적은 담수는 해군성 황동과 붉은 황동의 전통적인 본거지입니다. 일반적인 부식보다 충돌 공격이 더 위험할 수 있는 기수, 약간 오염되었거나 속도가 빠른 물에는 알루미늄-이 풍부한 표면 필름이 더 빠른 흐름을 견딜 수 있는 알루미늄 황동이 필요합니다. 해수, 특히 염화물 함량이 높거나 부유 물질 또는 고속의 해수에는 90-10 백동이 필요하며, 가장 까다로운 작업의 경우 70-30 백동이 사용됩니다. 니켈 함량이 높을수록 충돌 및 침식 부식에 대한 저항력이 가장 크기 때문입니다.

두 번째 선택 요소는 온도와 물의 화학적 성질과의 상호 작용입니다. 황동은 온도가 상승함에 따라 응력 부식 균열에 더 취약해지며, 암모니아나 아민을 방출할 수 있는 환경- 특정 수처리 화학물질, 일부 윤활유 및 유기 공정 유체-는 구리-니켈을 선택해야 합니다. 일부 응축기의 상단 열은 증기 공간과 증기에 포함된 암모니아에 노출될 수 있으므로 번들의 튜브 레벨도 중요합니다.

FAQ

Q: 해군성 황동 ​​C44300과 알루미늄 황동 C68700의 차이점은 무엇입니까?
해군성 황동에는 통제된 비소 첨가와 함께 약 1%의 주석이 포함되어 있으며 깨끗하고 담수 및 기수용으로 사용됩니다. 알루미늄 황동에는 약 2%의 알루미늄과 제어된 비소 첨가물이 포함되어 있어 보다 견고한 표면 필름을 형성하고 충돌 공격이 주요 부식 위험인 오염된 고속 냉각수에 적합합니다.

Q: 언제 C44300 대신 C71500 백동을 선택합니까?
니켈 함량이 약 29~33%인 C71500은 가장 높은 침식 부식 저항이 요구되는 해수 서비스, 높은 냉각수 유속, 오염된 항구 및 발전소 응축기에 선택됩니다. 해군성 황동은 중간 속도의 깨끗하고 염화물이 적은 담수에서 더 경제적인 선택입니다.

Q: 열교환기 튜브에는 어떤 성질을 지정해야 합니까?
어닐링된 튜브는 균열 없이 튜브 시트로 말리거나 확장할 수 있고 연신율이 가장 높기 때문에 일반적인 선택입니다. 약간 인발되거나 강하게 인발되는 템퍼는 추가 강성 또는 진동 저항이 필요한 경우에만 지정되며 기계적 특성 요구 사항은 그에 따라 변경됩니다.

Q: 콘덴서 튜브에 와전류 테스트가 필수인 이유는 무엇입니까?
와전류 테스트는 육안 검사로는 확인할 수 없는 균열, 솔기, 랩, 개재물 및 벽 두께를 감지하는 전체 길이의 비파괴 검사입니다.{0}} 단일 누출 튜브가 응축기를 차단할 수 있으므로 테스트는 샘플이 아닌 모든 튜브에 적용됩니다.

Q: 재료 인증서에서 ASME SB111은 무엇을 의미합니까?
이는 튜브가 ASTM B111의 ASME 코드 버전에 따라 주문 및 인증되었음을 의미합니다. 화학적 및 기계적 요구사항은 기술적으로 동일하지만 문서는 코드 스탬프가 필요한 용기와 압력 장비의 제3자 검사에 중요한 ASME 압력 용기 코드와 일치합니다.-

Q: B111 튜브 문의시 어떤 정보를 기재해야 합니까?
합금 또는 UNS 번호, 관련 코드 버전을 포함한 표준, 템퍼, 외부 직경, 최소 벽 두께, 정확한 또는 공칭 길이 및 공차, 필요한 테스트, 포장 방법 및 밀 테스트 인증서 및 제3자 검사를 포함한 필요한 문서-