Condensador de liga de cobre e níquel e sistemas de troca de calor

Ligas de cobre e níquel (C70600 e C71500)estabeleceram uma longa e bem-sucedida história em trocadores de calor, condensadores e sistemas de tubulação resfriados com água do mar. Para usinas de energia, navios, instalações de processamento químico e usinas de dessalinização, o tubo trocador de calor é o componente crítico que determina a confiabilidade e eficiência geral do sistema.

Este guia cobre tudo, desde a qualidade da água e projeto do sistema de admissão até a resistência à corrosão, seleção de materiais e procedimentos de manutenção paracobre níquel 90/10 (UNS C70600)e70/30 (UNS C71500)ligas.

Para a grande maioria das aplicações de equipamentos de transferência de calor, o calor é transferido entre duas correntes de fluido através de uma parede condutora, enquanto as correntes permanecem fisicamente separadas. Esta parede termicamente condutora é atrocadores de calor tipo tubo em casco-e-tubo, que constituem uma grande porcentagem dessas unidades em:

O tubo-de parede relativamente fina, selecionado principalmente para eficiência de transferência de calor, deve funcionar bem durante longos períodos sob condições operacionais difíceis.As ligas de cobre e níquel comprovaram sua confiabilidadenestes ambientes exigentes.

As análises padrão da água do mar incluem temperatura, salinidade, oxigênio dissolvido e pH. No entanto, os seguintes fatores têm umefeito significativo no desempenho da liga de cobree devem ser identificados:

O projeto, a operação e a manutenção do sistema de captação de água do mar têm umefeito profundo no desempenho da tubulação do trocador de calor. Falhas em tubos devido ao acúmulo de detritos sãofalhas de telae deve ser reconhecido como tal.

Configuração recomendada da tela de entrada

Requisito Crítico:O tamanho do tubo do trocador de calor deve ser ajustado emmínimo de duas vezes a abertura da tela.

Exemplo de caso de usina de dessalinização

Em uma instalação, uma tela quebrada (abertura de 3/8 de polegada) permitiu que pedras, um prego e peças de aço entrassem no feixe de tubos. Os detritos se alojaram em tubos, levando apenetração do tubo a jusante dos alojamentos. Os operadores registraram isso como falhas nos tubos, mas na verdade eramfalhas de tela.

Formação de Filme de Produto de Corrosão

A resistência à corrosão deC70600eMaterial C71500na água do mar depende inteiramente da película protetora do produto de corrosão que se forma na superfície depois de molhada.

Descoberta chave:A natureza protetora do filme continua a aumentar através14 anos de exposição. Este é responsável pela20+ anos de vida útilda liga C71500 em condensadores de bordo e plantas costeiras.

Taxa de formação de filme de produto de corrosão na liga C70600 em água do mar

Taxas de corrosão da liga C70600 em exposições-de longo prazo à água do mar

Composição Química de Ligas de Cobre Níquel

Efeitos da velocidade na corrosão

A taxa de corrosão das ligas de cobre é afetada pela velocidade da água do mar acima de um certo limite. Quanto mais protetor for o filme, maior será ovelocidade de ruptura.

Importante:Taxas de fluxo baixas (abaixo de 1 m/s) sãotão prejudicial quanto altas taxas de fluxo. Corrosão sob{1}}depósito e falhas nos tubos podem ser esperadas dentro de 6 a 12 meses em velocidades abaixo de 1 m/s.

Efeitos de areia e lodo

Ordem de resistência à abrasão da areia (mais para menos):C71640 > C72200 > C71500 > C70600 > C68700

Efeitos Galvânicos

As ligas de cobre e níquel são galvanicamente compatíveis entre sina água do mar. Contudo, é necessário cuidado ao acoplar com outros materiais.

Efeitos da poluição (sulfeto de hidrogênio / H₂S)

Águas de resfriamento poluídas contendosulfeto de hidrogênio (H₂S)causaram falhas prematuras na tubulação do condensador. As principais fontes de sulfeto são:

Bactérias redutoras de sulfatoagindo sobre o sulfato natural na água do mar sob condições anaeróbicas (em lama, lodo ou depósitos de sedimentos)

Putrefação de compostos orgânicos de enxofrede matéria vegetal e animal em decomposição durante longos períodos de paralisação

Efeitos do cloro

Resistência à Bioincrustação Marinha

As ligas de cobre e níquel são reconhecidas há muito tempo pela sua resistência inerente às incrustações marinhas.Estudos mostram:

A incrustação énão observadoem ligas contendo 80% de cobre ou mais

Apenas incrustações incipientesanotado em C71500

Velocidades iniciais e contínuas da águaacima de 1m/spode manter a maioria das ligas livres de bioincrustação

Seleção de tubos

Seleção de tubos

Seleção de caixa d'água

1. Qual é a diferença entre UNS C70600 e UNS C71500 para tubos condensadores?
UNS C70600 (cobre níquel 90/10)contém 90% de cobre e 10% de níquel, oferecendo resistência superior à bioincrustação.UNS C71500 (cobre níquel 70/30)contém 70% de cobre e 30% de níquel, proporcionando maior resistência e melhor resistência à corrosão por impacto em velocidades mais altas da água do mar.

2. Qual é a velocidade máxima de projeto para tubos trocadores de calor ASTM B111 C70600?
ParaASTM B111 C70600tubos no serviço de água do mar, a velocidade máxima de projeto é3,6 metros por segundo(aproximadamente 12 pés por segundo). Exceder isso pode causar ataque de impacto.

3. O material C71500 requer tratamento térmico pós-soldagem para fabricação do condensador?
Não.Material C71500não requer tratamento térmico pós{0}}soldagem quando soldado usando métodos convencionais como GTAW/TIG com metal de adição ERCuNi.

4. Qual é a taxa de corrosão típica do cobre-níquel 70/30 em água do mar limpa?
A taxa de corrosão típica paracobre níquel 70/30em água do mar limpa e corrente é0.0025 - 0.025 mm por ano, o que o torna adequado para a maioria das aplicações marítimas que exigem 20+ anos de vida útil.

5. Como a densidade do C71500 afeta os cálculos de peso do trocador de calor?
Odensidade c71500é 8,94 g/cm³. Isto é essencial para calcular o peso total do trocador de calor para transporte, projeto de suporte estrutural e planejamento logístico.

6. Os tubos sb111 c71500 podem ser usados ​​em água do mar poluída contendo sulfeto de hidrogênio?
sb111 c71500 (70/30)é preferível a 90/10 para água do mar poluída contendo H₂S, embora não seja completamente imune. Se a película protetora estiver madura, a exposição-de curto prazo será tolerável.

7. Qual é a velocidade mínima da água para evitar a deposição de sedimentos em tubos de cobre e níquel?
A velocidade mínima da água para evitar a deposição de sedimentos e a corrosão sob-depósito paratubo de cobre c70600é1,0 metro por segundo. Abaixo disso, falhas podem ser esperadas dentro de 6 a 12 meses.

8. Por que a liga do tubo não deveria ser mais nobre do que a liga da tubulação para condensadores asme sb466 c715?
Paraasme sb466 c715condensadores, um espelho que é mais nobre que a tubulação cria um par galvânico onde o tubo menos nobre se torna o ânodo, acelerando a corrosão na extremidade do tubo onde ele encontra o espelho.

9. Qual é a faixa de temperatura de recozimento para-liga de cobre e níquel UNS C71500 trabalhada a frio?
ParaLiga de cobre e níquel UNS C71500, a faixa de temperatura de recozimento para restaurar a ductilidade após o trabalho a frio é700 - 825 grau.

10. Como a usinabilidade do cobre-níquel 70/30 se compara ao latão de corte livre para produção de flanges?
OUsinabilidade de cobre-níquel 70/30a classificação é de 20% de latão-de corte livre, o que significa que requer velocidades mais lentas e ferramentas mais poderosas. O C71500 é um pouco mais difícil de usinar que o C70600 devido ao seu maior teor de níquel.

11. Que tipo de soldagem é recomendada para tubos do trocador de calor C70600 em espelhos tubulares?
Soldagem a arco de gás tungstênio (GTAW/TIG)com metal de adição ERCuNi (AWS A5.7) é o método recomendado para soldagemTubos C70600para tubos de liga de cobre.

12. Há relatórios de inspeção-de terceiros disponíveis para tubos condensadores C71500?
Sim. Relatórios-de inspeção de terceiros (SGS, BV, ABS, DNV) paraTubos condensadores C71500estão disponíveis mediante solicitação do cliente, incluindo certificados de teste de fábrica EN 10204 3.1.