JIS H3300 versus ASTM B111

Em numerosos setores industriais, como centrais elétricas, navios, petroquímicos, ar condicionado e refrigeração, os trocadores de calor funcionam como os “pulmões” de um sistema, facilitando constantemente a troca de calor. O principal material de construção desta "ponte energética" é o tubo de liga de cobre. Seu desempenho determina diretamente a eficiência, vida útil e confiabilidade de todo o equipamento.

Ao selecionar padrões e classes de produção para tubos de liga de cobre, normalmente estão disponíveis vários padrões, incluindo JIS H3300 e ASTM B111. Entre estes, ASTM B111 é o padrão mais amplamente aplicado.

JIS H3300: Padrão Japonês para Tubos e Tubos Sem Costura de Cobre e Liga de Cobre

ASTM B111: Padrão americano para tubos condensadores sem costura de liga de cobre e-cobre e estoque de virola

Semelhança:Tanto JIS H3300 quanto ASTM B111 especificam que tubos de liga de cobre podem ser usados ​​em equipamentos como trocadores de calor, evaporadores e condensadores.

Diferença:Comparado com ASTM B111, o JIS H3300 também especifica tubos de liga de cobre para uso em tubulações de abastecimento de água e refrigeração de ar condicionado.

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A tabela abaixo lista todas as classes dos padrões ASTM B111 e JIS H3300. JIS e ASTM têm seus próprios sistemas de designação de classes. Embora muitas notas tenham equivalentes, elas não são inteiramente de um-para-um. Cada padrão pode incluir algumas classes exclusivas ou ter subdivisões diferentes para o mesmo tipo de liga. O padrão japonês JIS H3300 divide as classes de maneira mais precisa em classe comum e classe especial, sendo que a última possui dimensões mais precisas e tolerâncias mais restritas.

Composição Química

De acordo com os documentos de especificações técnicas das normas JIS H3300 e ASTM B111, para materiais de liga de cobre comuns e maduros, os regulamentos para os principais elementos de liga são essencialmente idênticos, com apenas pequenas diferenças no conteúdo de certos elementos.

Propriedades Mecânicas

Semelhanças:

① Ambos os padrões especificam os principais indicadores de propriedades mecânicas:

Resistência Mínima à Tração

Força de prova mínima de 0,2% (força de rendimento)

Alongamento mínimo após fratura

② Ambas as normas afirmam claramente que as propriedades mecânicas estão intimamente relacionadas ao "Têmpera" dos materiais. Os requisitos são especificados separadamente para estados suaves (recozidos) e vários estados duros (trabalhados-a frio).

Diferenças:

Comparado com ASTM B111, o JIS H3300 fornece adicionalmente regulamentos detalhados para a dureza dos tubos. Se exigido pelo comprador, a dureza deve ser usada e, quando a dureza for usada, a resistência à tração e o alongamento não devem ser usados.

Além disso, o JIS H3300 inclui descrições e especifica parâmetros de desempenho relevantes para tubos de cobre e ligas de cobre de alta-resistência usados ​​em vasos de pressão.

Como as propriedades mecânicas estão intimamente relacionadas ao estado da liga de cobre, os padrões JIS e ASTM atribuem os seguintes símbolos de tratamento térmico com base no estado de tratamento térmico do tubo de cobre:

O temperamento (recozido): recozimento completo
→ Aquecido a uma temperatura relativamente alta com tempo de retenção suficiente, permitindo a recristalização completa dentro do material, eliminando quase completamente as tensões internas e os efeitos de endurecimento-do trabalho a frio, restaurando o material ao seu estado mais macio e dúctil.

Têmpera OL (recozimento leve): recozimento leve
→ Aquecido a uma temperatura relativamente mais baixa, possivelmente com um tempo de retenção mais curto; o recozimento está incompleto. Alivia parcialmente o estresse interno e o endurecimento por trabalho, mas retém parte da resistência do trabalho a frio, representando um estado entre "duro" e "totalmente macio".

Os tubos de cobre podem ser categorizados como "tubos de cobre macio", "tubos de cobre duro" e "tubos de cobre meio-duro". Essas distinções decorrem de diferentes processos de tratamento térmico.

O cobre puro torna-se duro após estiramento, laminação ou estiramento em temperatura ambiente, formando o-chamado "cobre duro". O cobre duro tem alta resistência à tração, mas menor condutividade. Portanto, para melhorar a trabalhabilidade e a condutividade do cobre puro, um "método de amolecimento contínuo" é adotado: o cobre duro é colocado em um forno de recozimento aquecido a 250-350 graus, ou aquecido por corrente elétrica para "auto-recozimento" e depois enrolado.

Ó temperamento: Necessário para processamento extenso de dobras, expansão de tubos e alargamento.

Temperamento duro: Necessário para alta resistência, resistência à vibração e resistência à erosão.

OL temperamento: Somente operações de conformação suaves são necessárias, mas resistência e rigidez ligeiramente maiores (resistência ao colapso e resistência à vibração ligeiramente melhores) são desejadas após a conformação.

Tolerâncias de diâmetro externo

De acordo com JIS H3300

De acordo com JIS H3300, as seguintes tolerâncias de diâmetro externo se aplicam a tubos de liga de cobre para trocadores de calor: C4430, C6870, C6871, C6872, C7060, C7100, C7150 e C7164.

De acordo com ASTM B111

Tolerâncias de espessura de parede

De acordo com JIS H3300

De acordo com ASTM B111

Tanto a JIS H3300 quanto a ASTM B111 especificam explicitamente os requisitos de tamanho de grão apenas para materiais na condição recozida, sem requisitos para a têmpera dura.

De acordo com JIS H3300

A ASTM B111 estipula que o tamanho médio de grão para tubos de liga de cobre, exceto C19200 e C28000, deve estar na faixa de 0,010-0,045 mm.

Discuta os requisitos do seu projeto

A razão por trás disso decorre de um princípio fundamental da ciência dos materiais: a microestrutura de um material determina suas propriedades macroscópicas, e a característica microestrutural dominante difere sob várias condições de processamento.

Condição recozida (têmpera O): O tamanho do grão é o indicador de controle central.

O recozimento é um processo de tratamento térmico que envolve recristalização e crescimento de grãos. Após o trabalho a frio, os grãos internos do material ficam fragmentados e cheios de defeitos (luxações), colocando-o em um estado instável e de alta-energia. O aquecimento de recozimento fornece energia para que novos grãos nucleem e cresçam, formando novos grãos equiaxiais-livres de deformação.

Neste estado, o tamanho do grão torna-se o fator microestrutural mais crítico que influencia as propriedades do material.

Para tubos que requerem operações subsequentes como expansão ou dobra (por exemplo, tubos de trocadores de calor), grãos finos e uniformes são cruciais. Grãos grossos podem causar aparência de “casca de laranja” na superfície e são propensos a rachaduras durante o processamento.

Condição Endurecida (têmpera H): A quantidade de deformação por trabalho a frio (ou as propriedades mecânicas finais) é o indicador de controle do núcleo; o tamanho do grão original não é mais importante.

A condição endurecida (por exemplo, H14, H18) é alcançada através de trabalho a frio (por exemplo, trefilação, laminação), e não por tratamento térmico. Durante este processo, a morfologia dos grãos muda; os grãos equiaxiais originais são alongados e fragmentados, formando uma estrutura fibrosa deformada.

Portanto, para materiais endurecidos, os padrões especificam diretamente propriedades mecânicas (como resistência à tração, limite de escoamento, alongamento) ou dureza, que é mais direta, eficaz e confiável do que especificar um "tamanho de grão" que é difícil de medir com precisão e não desempenha um papel dominante.

JIS H3300:Projetos na região do Leste Asiático, tubos trocadores de calor de alta-precisão, indústria de ar condicionado e refrigeração.

ASTM B111:Mercados norte-americanos e europeus, ambientes marinhos ou condições altamente corrosivas (por exemplo, condensadores de usinas de energia).

Q1: Qual padrão devo escolher para um projeto de trocador de calor no Japão ou na Coreia do Sul?
R: Para projetos em regiões do Leste Asiático, como Japão ou Coreia do Sul, o JIS H3300 normalmente é especificado. É amplamente aceito e frequentemente exigido para conformidade local. Para destinos europeus ou norte-americanos, a ASTM B111 é a escolha comum.

P2: Posso usar um tubo ASTM B111 C12200 no lugar de um tubo JIS H3300 C1220T?
R: Sim, esses são considerados graus equivalentes para cobre desoxidado com fósforo-. Suas composições químicas e propriedades mecânicas exigidas para a têmpera recozida são amplamente intercambiáveis. Porém, verifique sempre as tolerâncias dimensionais específicas exigidas pelo seu projeto, pois o JIS H3300 oferece uma "Classe Especial" opcional com tolerâncias mais restritas.

Q3: Meus tubos precisam ser dobrados em formato de U-. Que temperamento devo pedir?
R: Você deve solicitar oÓ temperamento(totalmente recozido). Ambas as normas especificam a têmpera O (O para JIS, O61 para ASTM) para flexão extensa, expansão de tubo ou alargamento. Os temperamentos duros provavelmente quebrarão durante a flexão em U-.

Q4: Um temperamento mais duro significa melhor resistência à corrosão?
R: Não diretamente. A resistência à corrosão é determinada principalmente pela composição química da liga (por exemplo, cobre-níquel C70600 para água do mar). No entanto, um temperamento mais duro oferece maior resistência e melhor resistência à erosão a partir de fluidos de alta{6}}velocidade. Para condições corrosivas estagnadas ou de baixo{8}}fluxo, a têmpera O mais suave é frequentemente preferida.

Q5: O padrão JIS menciona "Classe Ordinária" e "Classe Especial" para tolerâncias. Qual devo comprar?
R: Depende dos seus requisitos de design.Aula comumé padrão e mais econômico.Classe Especialoferece tolerâncias mais restritas de diâmetro externo e espessura de parede. Escolha Classe Especial se você tiver requisitos de ajuste- muito precisos, como para tubos expandidos mecanicamente em espelhos espessos ou para comprimentos de tubos muito longos onde a tolerância cumulativa é uma preocupação.

P6: Há algum requisito de tamanho de grão para tubos-trefilados (H80/HE80) de acordo com ASTM B111?
R: Não. Tanto ASTM B111 quanto JIS H3300 especificam apenas requisitos de tamanho de grão para têmperas recozidas (O/O61) ou levemente recozidas (OL). Para têmperas duras, os padrões controlam as propriedades através da resistência mecânica (tração/rendimento) e dureza porque a estrutura de grão deformada não é mais caracterizada por um tamanho de grão médio simples.

P7: Preciso de alta resistência para uma aplicação de alta-pressão. Qual padrão oferece tubos mais resistentes?
R: Ambos os padrões cobrem ligas de alta-resistência, mas a JIS H3300 inclui explicitamente uma categoria para "tubos de cobre e ligas de cobre de alta-resistência usados ​​em vasos de pressão". Você deve comparar o limite de escoamento específico de uma classe escolhida, como C7060 (JIS) vs. C70600 (ASTM). Para aplicações de pressão crítica, verifique também a têmpera necessária (por exemplo, H80 para ASTM, H para JIS) e sempre confirme com seu código de projeto.

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Sistema de gestão de qualidade ISO 9001:2015.

Inspeção de terceiros-aceita: SGS, BV, Lloyds ou TUV.

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