Стандартната ETP мед е отличен електрически и топлинен проводник, но е мека и се разгражда бързо в две много различни среди: продължителна топлина и бързо-движеща се морска вода. Инженерите, изправени пред което и да е състояние, обикновено избират между два специализирани материала, които често се бъркат един с друг, хром-цирконий мед и мед-никел 90/10. Те не са взаимозаменяеми и използването на едното там, където е мястото на другото, е гарантиран ранен провал.
Два напълно различни режима на отказ
Първият режим на повреда е омекотяване. Върхът на електрода за точково{1}}заваряване от чиста мед започва да омеква при приблизително 200 градуса C. Над тази температура върхът изпъква, губи профила си и се залепва за детайла, така че заваръчните шевове стават непоследователни и електродът трябва да се коригира или смени. Отговорът на сплавта е да се повиши температурата, при която материалът рекристализира.
Вторият режим на повреда е ерозия-корозия. Когато морската вода се изпомпва през медна тръба, турбуленцията непрекъснато премахва защитния повърхностен слой. Чистата мед понася скорости на потока доста под 1 m/s, преди загубата на метал да се ускори; отговорът на сплавта е химия, която възстановява собствения си защитен филм в експлоатация.
C18150 Хром-Цирконий Мед: Вариантът, устойчив на топлина-
C18150 добавя малки количества хром и цирконий към медта. Двата елемента образуват фини утайки, които закрепват структурата на зърната, така че рекристализацията се изтласква до много по-висока температура. Следователно сплавта запазва своята твърдост дори когато е гореща.
| Собственост | Типична стойност | Инженерен смисъл |
|---|---|---|
| Температура на омекване | около 525 градуса С | Твърдостта се запазва при топлина на заваряване |
| Електрическа проводимост | около 80% IACS | Силен ток без само{0}}нагряване |
| твърдост | 75-83 HRB | Издържа силата на електродите |
| Магнитно поведение | Не-магнитни | Безопасен за инструменти и среда за заваряване |
Типични приложения са капачки-за резистентно заваряване и държачи за електроди, контакти във високо-температурно оборудване, високо-части на разпределителна апаратура и компоненти на двигатели, които са обект на висок топлинен поток. Една практическа точка определя качеството: капачките трябва да бъдат произведени от ковани, изтеглени или ковани материали. Лятата щанга е по-евтина, но има по-груба структура и по-ниска твърдост и се проваля по-рано в експлоатация. Чистотата на повърхността също има значение, тъй като оксидният котлен камък и замърсяването повишават контактното съпротивление и намаляват ефективната проводимост на върха.
C70600 мед-никел 90/10: опцията за морска вода
C70600, наричан също CuNi 90/10, съдържа приблизително 10% никел с целенасочени добавки на желязо и манган. В морската вода той образува сложен, само-възстановяващ се оксиден филм, който остава непокътнат дори когато потокът е турбулентен, поради което е основният материал за морски тръбопроводи и топлообменници.
| Артикул | Типична стойност | Коментирайте |
|---|---|---|
| никел | 9.0-11.0% | Основен легиращ елемент |
| Желязо | 1.0-1.8% | От съществено значение за устойчивост на ерозия-корозия |
| Манган | 1,0% макс | Подобрява възможността за отливане и стабилността на филма |
| Електрическа проводимост | около 10-12% IACS | Подходящо за пренос на топлина с тънки-стени |
| Толерантност на скоростта на морската вода | до около 3,5 m/s | Срещу много под 1 m/s за обикновена мед |
Съдържанието на желязо заслужава специално внимание. Международните стандарти за тръби изискват приблизително 1,0-1,8% желязо и без него защитният филм е много по-малко стабилен и устойчивостта на ерозия-корозия пада рязко. Тръбите и фитингите обикновено се поръчват по ASTM B111/B111M, с EN 12451 и JIS H3300, използвани за европейски и японски проекти. Типични приложения са тръбопроводи за всмукване и изпускане на морска вода от кораби, противопожарни{10}}системи за офшорни платформи, тръби за инсталации за обезсоляване, тръби за кондензатор и топлообменник, водни кутии и спирачни тръби.
Паралелно-сравнение-
| Характеристика | C18150 (CrZrCu) | C70600 (CuNi 90/10) |
|---|---|---|
| Основна сила в услугата | Устойчив на размекване при висока температура | Устойчив на ерозия от морска вода-корозия |
| Електрическа проводимост | около 80% IACS | около 10-12% IACS |
| Температура на омекване | около 525 градуса С | Не се използва като материал за твърдост |
| Производителност на морска вода | беден; легиращите елементи не изграждат защитен филм | Отлично; самовъзстановяващ се оксиден филм |
| Магнитни | не | Не за 90/10; класът 70/30 е много слабо магнитен |
| Цвят | Червеникава мед | Сребристо бяло |
| Типично обслужване | Електроди за заваряване, горещи контакти, силно{0}}токови части | Морски тръбопроводи, кондензатори, обезсоляване |
Правила за избор и проверка
Изберете по режим на повреда, а не само по проводимост. Ако частта трябва да издържи на многократно заваряване, вземете C18150; ако трябва да оцелее в морска вода, вземете C70600.
Не принуждавайте един материал да върши работата на другия. Върхът на медно-никелов електрод ще омекне и ще се деформира при натоварване от заваряване, а хром-циркониевата тръба ще претърпи бърза ерозия-корозия в линията за морска вода.
Проверявайте химията при всяко загряване. Хромът и цирконият трябва да са в определения диапазон за C18150, а желязото трябва да е в границите 1,0-1,8% за C70600.
Проверете формата на продукта, както и степента. Капачките за заваряване трябва да бъдат ковани, а не отлети, а тръбите трябва да бъдат снабдени с протокол от изпитване на вихрови{1}}токове и хидростатичен или пневматичен тест, според случая.
Потвърдете размерите спрямо чертежа или стандарта за тръба, включително допустимото отклонение на дебелината на стената, което контролира както номиналното налягане, така и ефективността на топло{0}}преноса.
ЧЗВ
В: Може ли C18150 да се използва в морска вода?
Не. Хром-циркониевата мед не развива защитния оксиден филм, който образуват медно-никеловите сплави, така че корозира бързо в течаща морска вода. C70600 е правилният избор за тази среда.
В: Може ли C70600 да се използва като заваръчен електрод?
Не. Температурата на омекване и твърдостта му са твърде ниски за съпротивително-заваряване и той би се деформирал под силата на електрода в рамките на кратък производствен цикъл.
Въпрос: Защо съдържанието на желязо в C70600 има толкова голямо значение?
Желязото стабилизира защитния повърхностен филм, който е устойчив на ерозия-корозия. Тръбите, направени без определения диапазон на желязо, могат да загубят голяма част от устойчивостта си на морска вода, така че желязото трябва да се провери спектрометрично, а не да се предполага.
Въпрос: Какво означава "температура на омекване" за C18150?
Това е температурата, при която сплавта започва да губи твърдост чрез рекристализация. За C18150 това е около 525 градуса C, в сравнение с приблизително 200 градуса C за чистата мед, поради което оцелява при повтарящи се цикли на заваряване.
Въпрос: Кои стандарти се прилагат?
Мед-никеловите тръби обикновено се поръчват по ASTM B111/B111M, EN 12451 или JIS H3300, докато електродната и контактната мед се определят по химически състав и твърдост към съответната спецификация на пръта и пръта.
В: Една от двете сплави магнитна ли е?
Нито C18150, нито C70600 са магнитни при нормална употреба. Само степента на мед-никел 70/30 показва много слабо магнитно поведение.
