Por que o tubo dobrado em U-C12200 é usado
Os trocadores de calor-e{1}}tubulares precisam de uma curvatura na extremidade de cada par de tubos para que o líquido refrigerante possa inverter a direção sem acessórios extras. ASTM B111/B111M cobre essas curvas em U-formadas como parte da especificação do tubo, e UNS C12200 - conhecido como DHP, ou cobre desoxidado com alto teor de fósforo - é o material robusto para a tarefa.
C12200 contém no mínimo 99,90% de cobre, incluindo prata, e 0,015 a 0,040% de fósforo. O fósforo desoxida o fundido, removendo o oxigênio que de outra forma causaria a fragilização por hidrogênio, para que o metal possa ser soldado e brasado de maneira confiável. Ele também promove um tamanho de grão fino e aumenta a temperatura de amolecimento do material-endurecido, o que ajuda o tubo a manter sua forma após a dobra.
Composição Química e Requisitos Mecânicos
| Elemento | Requisito C12200 |
|---|---|
| Cobre (Cu), incluindo prata | 99,90% mínimo |
| Fósforo (P) | 0.015 - 0.040 % |
| Total de outros elementos | 0,05% no máximo |
| Padrão do produto | ASTM B111/B111M, ASME SB111 |
| Designação equivalente europeia | Cu-DHP, tubo sem costura conforme EN 12451 |
| Equivalente japonês | C1220T para JIS H3300 |
Na condição recozida, o tubo C12200 é especificado com uma resistência à tração mínima de 207 MPa (30 ksi) com alongamento mínimo de 35 por cento, e a dureza máxima na têmpera mole é de cerca de 50 HV. As têmperas trefiladas aumentam a resistência à tração mínima para cerca de 250 MPa para tubos trefilados-leves e 310 MPa para tubos trefilados-duros, com limites de escoamento de cerca de 205 MPa e 275 MPa, respectivamente.
Propriedades Físicas e de Corrosão
| Propriedade | Valor típico |
|---|---|
| Densidade | 8,90 g/cm³ a 20 graus |
| Ponto de fusão | 1083 graus |
| Coeficiente de expansão térmica | 17,7 x 10^-6 por grau (20-300 graus) |
| Condutividade térmica | 290-365 W/(m·K) a 20 graus |
| Calor específico | 385 J/(kg·K) a 20 graus |
| Condutividade elétrica | 70-90% IACS, dependendo do temperamento |
| Módulo de elasticidade | 115 GPa |
| Razão de Poisson | 0.33 |
O comportamento à corrosão é semelhante ao cobre de alta{0}condutividade: excelente resistência às intempéries, muito boa resistência a uma ampla gama de produtos químicos e boa resistência a ataques de corrosão e corrosão em águas naturais. O C12200 resiste a ácidos minerais e orgânicos não oxidantes, soluções alcalinas e soluções salinas e, como resiste à corrosão do solo, pode ser usado em tubulações enterradas. Ele não se destina ao uso com ácidos oxidantes, condensados contendo-amônia ou água do mar aerada em alta-velocidade sem um regime de proteção acordado.
Sequência de fabricação e união
Curvatura: o tubo é dobrado sobre um mandril na têmpera recozida macia, com raio de curvatura, ovalização e adelgaçamento da parede controlados nos limites acordados.
Recozimento: o recozimento completo entre 250 graus e 650 graus restaura a ductilidade após trabalho a frio; o alívio de tensão de 200 a 250 graus estabiliza a curvatura.
Junção de-tubos: expansão, laminação ou expansão hidráulica seguida de soldagem de vedação quando o projeto exigir.
Soldagem e brasagem: ambas são consideradas excelentes, o que é um dos principais motivos pelos quais esta classe domina a fabricação de trocadores.
Soldagem: as taxas de soldagem a arco com proteção de gás são boas e o teor de fósforo torna o metal tolerante às condições normais da oficina.
Pontos de inspeção para pacotes de curvatura em U-
Verifique o raio de dobra, a tolerância do comprimento da perna e o alinhamento do plano de dobra, pois eles controlam se o feixe entrará na casca.
Verifique a espessura da parede na parte externa da curva por medição ultrassônica; o desbaste além do limite acordado reduz a classificação de pressão.
Exigir testes de tensão-residual do tubo reto antes da dobra e testes de-correntes parasitas após a dobra, quando especificado.
Confirme a condição do tratamento térmico: uma dobra parcialmente recozida irá rachar durante a expansão na placa do tubo.
Perguntas frequentes
P: O que significa a designação DHP?
DHP significa alto teor de fósforo desoxidado. Ele descreve cobre como o UNS C12200 que é desoxidado com 0,015 a 0,040 por cento de fósforo para que possa ser soldado e brasado sem fragilização por hidrogênio.
P: Por que o tubo é fornecido recozido?
A têmpera recozida macia proporciona a ductilidade necessária para formar a curva em U-e expandir as extremidades do tubo na placa do tubo sem rachar. Têmperas mais duras são usadas para trechos retos onde a rigidez é importante.
P: Quanto o fósforo reduz a condutividade?
Significativamente. A condutividade elétrica do C12200 cai na faixa de 70{4}}90% do IACS, em vez dos 101% do IACS dos graus livres de oxigênio, e é por isso que o C12200 é selecionado para resistência, soldabilidade e resistência à corrosão, em vez de condutividade máxima.
P: As curvas em U-podem ser fornecidas com comprimentos de perna iguais ou desiguais?
Sim. Os comprimentos das pernas, o raio da curvatura e a orientação do plano da curvatura são feitos de acordo com o desenho do pacote do cliente, e cada curvatura é inspecionada em relação a essas dimensões antes da embalagem.
P: Quais testes se aplicam a esses tubos?
Os testes de expansão, achatamento, tensão residual, granulometria, correntes parasitas e pressão hidrostática ou pneumática são os usuais, atendendo aos requisitos da ASTM B111 e às especificações do comprador.
P: Como as curvas em U-devem ser tratadas no local?
Apoie a curva, nunca as pernas, e mantenha a área da curva livre de marcas de impacto e danos abrasivos. Armazene dentro de casa e mantenha os tubos secos até a instalação para evitar manchas na superfície.
