O que é tubo de cobre e níquel C{0}}/30
C71500 é a designação UNS para a liga 70/30 de cobre-níquel, uma base de cobre contendo 29-33% de níquel com adições controladas de ferro e manganês. Os nomes comuns são CuNi 70/30, cuproníquel 70-30 e CuNi30Mn1Fe. É o mais resistente à corrosão dos graus padrão de cuproníquel forjado usado para tubos de transferência de calor e é a escolha estabelecida para condensadores, aquecedores de água de alimentação, evaporadores e circuitos de resfriamento de água do mar em navios, usinas de energia costeiras, usinas de dessalinização e instalações offshore.
A razão para o níquel extra é simples: um teor mais alto de níquel amplia a faixa de química da água e velocidades de fluxo que o tubo tolerará, além de aumentar a tolerância à oxidação em alta temperatura e aos ambientes contendo-amônia encontrados em alguns condensadores de ciclo de vapor. Em estações de vapor de alta pressão e alta temperatura, o grau 70/30 também é usado para tubos de aquecedores de água de alimentação.
Especificações e formulários de produtos
| Formulário do produto | Especificação | Faixa de tamanho típica | Dever típico |
|---|---|---|---|
| Tubo sem costura, reto ou{0}curvado | ASTM B111 (ASME SB111) | Diâmetro externo de cerca de 6 mm, espessura da parede de cerca de 0,7 mm | Condensadores de superfície, evaporadores, trocadores de calor |
| Canos e tubos sem costura, comprimentos retos | ASTM B466 (ASME SB466) | Diâmetro externo 6 - 500 mm, comprimento até 6 m | Sistemas de resfriamento de água do mar, linhas hidráulicas e de processo |
| Chapa, folha, tira e barra laminada | ASTM B122 | Espessura 1 - 50 mm, largura até 1500 mm | Folhas de tubos, defletores, estruturas marítimas |
| Haste e barra | ASTM B151 | Diâmetro 3 - 200 mm | Ferragens marítimas, fixadores, peças usinadas |
Ângulos, canais, vigas e acessórios nesta liga são geralmente fornecidos por desenho e não por uma única especificação de produto, e sua composição e requisitos mecânicos ainda são retirados dos mesmos limites da liga.
Composição Química e Requisitos Mecânicos
| Elemento | Limite para C71500 (% em peso) |
|---|---|
| Cobre | Equilíbrio |
| Níquel (incluindo cobalto) | 29.0 - 33.0 |
| Ferro | 0.40 - 1.00 |
| Manganês | 1,00 no máximo |
| Zinco | 1,00 no máximo |
| Liderar | 0,05 máx. |
Para a têmpera recozida ASTM B111 requer uma resistência à tração mínima de 380 MPa (55 ksi), uma resistência mínima ao escoamento de 0,5% de 140 MPa (20 ksi) e um alongamento mínimo de 30% em 50 mm. Têmperas-trefiladas a frio apresentam mínimos de tração mais altos com alongamento reduzido, e os valores são tabulados por liga e têmpera na especificação. Os valores típicos de temperatura ambiente para tubos recozidos 70/30 ficam na faixa de resistência à tração de 380-450 MPa com alongamento de 30-40% e uma dureza Brinell em torno de 80-120 HB, aumentando acentuadamente quando o tubo é trefilado a frio.
Os dados físicos típicos são uma densidade de 8,94 g/cm³ (0,323 lb/in³), uma faixa de fusão de aproximadamente 1170-1240 graus C (2140-2265 graus F), condutividade térmica de cerca de 29 W/(m·K) a 20 graus C, condutividade elétrica de aproximadamente 4,6% IACS, um módulo de elasticidade próximo a 150 GPa e uma razão de Poisson de cerca de 0,34.
Desempenho e aplicações da água do mar
Em água do mar limpa, arejada e corrente, a liga 70/30 forma uma película protetora estável e sua taxa de corrosão uniforme é muito baixa, medida em centésimos de milímetro por ano. Ele resiste melhor ao impacto e à erosão do que os graus mais baixos de níquel, tolera velocidades de fluxo mais altas e é notavelmente mais resistente ao ataque de amônia, o que o torna o tubo padrão para condensadores em navios onde a amônia pode estar presente no lado do vapor. Como todos os cuproníquel, é vulnerável a águas poluídas ou estagnadas com sulfuretos e não deve ser especificado para circuitos onde a água não pode ser mantida em movimento e arejada.
As aplicações decorrem diretamente dessas características: tubulação do condensador principal e auxiliar, tubulação do evaporador e do aquecedor de água de alimentação, tubulação de resfriamento de água do mar, sistemas de combate a incêndio offshore, tubo de transferência de calor de dessalinização, revestimentos de bomba de poço de petróleo, ponteiras, tubos Bourdon, tubo criogênico e ferragens marítimas.
Fabricação, Soldagem e Inspeção
C71500 pode ser trabalhado a frio, formado a quente, brasado, soldado e soldado. A soldagem a arco de gás tungstênio com enchimento de cobre{2}}níquel correspondente fornece os melhores resultados, e a soldagem com maçarico ou oxiacetileno é o menos adequado dos processos comuns devido ao risco de contaminação e porosidade. As juntas de chapa-a{5}}tubo-são normalmente expandidas por rolo, e a soldagem de vedação leve é aplicada onde o serviço ou a especificação exige uma junta-estanque a vazamentos.
O tubo comprado de acordo com ASTM B111 é fornecido com verificação dimensional, teste de tração, testes de achatamento e expansão, um teste de pressão conforme solicitado e exame de-correntes parasitas quando especificado. Para um feixe de tubos de água do mar, as verificações práticas após a entrega são: verificação da liga por espectrômetro para confirmar se o teor de níquel está na faixa de 29-33%, verificação da espessura da parede em vários pontos ao longo do tubo, ausência de ovalização e defeitos internos, têmpera correta para a expansão pretendida ou operação de dobra e furos limpos e secos, livres de lubrificante e detritos antes do feixe ser montado.
Perguntas frequentes
P: O que é C71500?
C71500 é a designação UNS para a liga 70/30 de cobre{3}}níquel, aproximadamente 70% de cobre e 30% de níquel com ferro e manganês controlados, fornecida principalmente como condensador sem costura e tubo trocador de calor.
P: Qual é a diferença entre C70600 e C71500?
C70600 é o grau 90/10 com 9-11% de níquel e C71500 é o grau 70/30 com 29-33% de níquel. O maior teor de níquel do C71500 proporciona melhor resistência à erosão, maiores velocidades permitidas e muito melhor resistência ao ataque de amônia.
P: Quais propriedades mecânicas a especificação exige?
Para tubo recozido C71500 ASTM B111 requer pelo menos 380 MPa (55 ksi) de resistência à tração, pelo menos 140 MPa (20 ksi) de resistência ao escoamento de 0,5% e pelo menos 30% de alongamento em 50 mm.
P: Quais tamanhos de tubo estão comumente disponíveis?
O tubo condensador sem costura é produzido a partir de um diâmetro externo de cerca de 6 mm para cima em uma ampla variedade de espessuras de parede; tubos sem costura de acordo com ASTM B466 são comumente fornecidos em diâmetros externos de até 500 mm e comprimentos de até 6 m.
P: Como o tubo C71500 é unido?
As juntas de chapa-a{1}}tubo-são geralmente expandidas por rolo, às vezes expandidas e soldadas por vedação. A tubulação é soldada por soldagem a arco de gás tungstênio com um enchimento de cobre{4}}níquel correspondente, e a brasagem é amplamente utilizada para conexões pequenas.
P: Quais condições de água devem ser evitadas?
A água-poluída, estagnada ou muito suja com sulfeto impede a formação da película protetora e pode levar a um ataque localizado, portanto, a liga é especificada apenas para circuitos que podem ser mantidos fluindo e arejados.
