Fósforo-Cobre desoxidado e onde é usado
UNS C12200 é cobre-desoxidado com fósforo, conhecido como DHP; a designação europeia é CW024A e a designação japonesa do tubo é C1220T. O fósforo é adicionado durante a fusão em um nível que remove o oxigênio da massa fundida, o que evita a porosidade e a fragilização que afetam o cobre refinado de fogo comum-quando ele é aquecido. Essa única etapa de liga torna a classe soldável, soldável e confiável em serviços de vapor e água quente, e é por isso que o cobre DHP tem sido o material de tubo padrão para trocadores de-e{8}}tubos, condensadores e sistemas de condensado há décadas.
ASTM B111/B111M cobre o formato do tubo sem costura. Os tubos são produzidos por fundição, trabalho a quente e trefilação a frio com recozimento intermediário, proporcionando parede densa, furo liso e dimensões consistentes. Comparado com as ligas de cobre e níquel, o tipo é mais barato e cerca de sete vezes mais condutor térmico, mas é limitado a água doce limpa e vapor, em vez de água salina ou poluída.
Composição Química de UNS C12200
| Elemento | Exigência |
|---|---|
| Cobre (Cu) | 99,9% mínimo |
| Fósforo (P) | 0,015 a 0,040% |
A janela do fósforo é importante porque controla a desoxidação e a condutividade. Abaixo do mínimo, o fundido pode não ser totalmente desoxidado; acima do máximo, a condutividade elétrica e térmica cai e o material fica mais duro do que o pretendido.
Têmperas e Propriedades Mecânicas
| Doença | Código de temperamento | Resistência à tração, típica | Rendimento com extensão de 0,5%, típico | Alongamento |
|---|---|---|---|---|
| Recozido, grão nominal 0,050 mm | OS050 | 220 MPa (32 ksi) | 70 MPa (10 ksi) | 45 % |
| Recozido, grão nominal 0,025 mm | OS025 | 235 MPa (34 ksi) | 76 MPa (11 ksi) | 45 % |
| Luz desenhada | H55 | 275 MPa (40 ksi) | 220 MPa (32 ksi) | 25 % |
| Desenhado | H80 | 380 MPa (55 ksi) | 345 MPa (50 ksi) | 8 % |
A condutividade térmica é de cerca de 340 W/(m·K) na condição recozida e a condutividade elétrica é de aproximadamente 85% IACS. O tubo recozido é encomendado com um tamanho de grão nominal para que ele role em uma folha de tubo ou dobre em U sem rachar; as têmperas trefiladas são usadas para trechos de tubos retos onde a rigidez é importante. O tubo trefilado-com alívio de tensão, têmpera HR50, está disponível onde a tensão residual deve ser limitada.
Padrões e tamanhos equivalentes
| Sistema | Designação |
|---|---|
| ASTM / ASME | C12200, ASME SB111 |
| europeu | CW024A, EN 12451 |
| Reino Unido | C106, BS 2871 Parte 2 |
| Alemanha | SF-Cu |
| Japão | C1220T, JIS H3300 |
| China | TP2,GB/T 1527 |
| Diâmetro externo | Parede | Dever típico |
|---|---|---|
| 9,53 mm (3/8 pol.) | 0,81 mm | Pequenos condensadores e refrigeradores |
| 12,70 mm (1/2 pol.) | 0,81 a 1,24mm | Condensadores HVAC e refrigeração |
| 15,88 mm (5/8 pol.) | 0,91 a 1,24 mm | Trocadores de calor resfriados a água |
| 19,05 mm (3/4 pol.) | 1,24 a 1,65mm | Trocadores de vapor e condensado |
| 25,40 mm (1 pol.) | 1,65 a 2,11mm | Tubulações e coletores de água em geral |
Os tubos são fornecidos retos em comprimentos de até cerca de 6 m, enrolados na condição recozida para diâmetros pequenos e dobrados em U-para feixes trocadores. A prática de pedido deve sempre indicar o código de têmpera e, para material recozido, o tamanho nominal do grão.
Limites de serviço e prevenção de falhas
A classe tem bom desempenho em água doce, vapor e condensado, e em muitos circuitos de refrigeração. Seus limites estão igualmente bem estabelecidos: não é adequado para água do mar ou água com alto teor de cloreto, é atacado por amônia e compostos de amônio, e águas contendo sulfuretos causam corrosão rápida. A velocidade de projeto é normalmente mantida abaixo de cerca de 2,4 m/s em água limpa para evitar erosão-corrosão, e mais baixa onde a água é aerada e a geometria de entrada concentra o fluxo.
Evite amônia, hidróxido de amônio e lubrificantes ou agentes de limpeza contendo amônia no lado da água.
Mantenha cloretos e sulfetos dentro dos limites definidos pelo projetista do trocador.
Remova resíduos de fluxo de solda e filme de carbono após a fabricação, pois ambos iniciam a corrosão.
Não misture componentes de cobre e aço no mesmo circuito de água sem considerar os efeitos galvânicos.
Apoie os tubos para que a vibração das bombas e compressores não cause atrito nos defletores.
Perguntas frequentes
P: O que significa DHP e por que isso é importante?
DHP significa fósforo-cobre desoxidado. O fósforo remove o oxigênio do fundido, o que evita a porosidade e a fragilização por hidrogênio que ocorreriam durante a brasagem, soldagem e recozimento, para que o tubo possa ser unido de maneira confiável.
P: Como o C12200 se compara ao C70600 em um condensador?
O C12200 tem uma condutividade térmica muito maior e um custo mais baixo, mas só lida com água doce limpa. O C70600 tolera água do mar, cloretos e velocidades mais altas, sendo escolhido sempre que a água de resfriamento for salina ou poluída.
P: Qual velocidade é aceitável?
No serviço de água limpa, a velocidade projetada é normalmente mantida abaixo de cerca de 2,4 m/s. Velocidades mais altas aumentam o risco de erosão-corrosão, principalmente nas entradas dos tubos e ao redor dos defletores.
P: Qual temperamento devo solicitar para pacotes U-bend?
Tubo recozido macio com tamanho de grão nominal, como OS025 ou OS050, para que a curva seja formada sem rachaduras. As têmperas trefiladas leves e trefiladas duras destinam-se a tubos retos.
P: O C12200 é adequado para sistemas solares e de água quente?
Sim. A classe lida bem com água quente, vapor e condensado e é amplamente utilizada em coletores solares térmicos, calorificadores de água quente e linhas de retorno de condensado onde a água não é agressiva.
P: Quais testes vêm com o tubo?
ASTM B111/B111M requer testes de tensão, achatamento, alargamento e expansão, e exame de correntes parasitas de acordo com ASTM E243 ou teste hidrostático é adicionado de acordo com o pedido. Os certificados do moinho contêm o número de calor, química, têmpera e resultados de testes.
