لوله مبدل حرارتی بدون درز ASME SB163 UNS N04400 آلیاژ نیکل: مشخصات، خواص و کاربردها

لوله بدون درز ASME SB163 UNS N04400 چیست؟

ASME SB163، از نظر محتوای فنی مشابه با ASTM B163، مشخصات لوله‌های سرد بدون درز کشیده-نیکل و آلیاژهای نیکل مورد استفاده در خدمات کندانسور و مبدل حرارتی است. در میان خانواده‌های آلیاژی تحت پوشش مشخصات، UNS N04400 یک آلیاژ مس نیکل است که حاوی 63% حداقل نیکل و 28-34% مس است. این آلیاژ به دلیل استحکام بالا، چقرمگی خوب در محدوده دمایی وسیع و مقاومت قابل اعتماد در برابر آب دریا، بخار و محلول های نمک قلیایی یا خنثی شناخته شده است. لوله ها در شرایط آنیل شده عرضه می شوند و زمانی که شرایط طراحی به خواص مکانیکی بالاتری نیاز دارد، می توان آنها را با کار سرد تقویت کرد.

ترکیب شیمیایی (ASTM B163 / ASME SB163)

ترکیب مشخص شده UNS N04400 تحت B163 در زیر نشان داده شده است. مقدار بالای نیکل و مس ترکیب شده، معمولاً بالای 90 درصد، رفتار خوردگی مشخصه ای را به آلیاژ می دهد.

عنصر	محدوده مشخص شده (wt%)
نیکل (Ni)	63.0 دقیقه
مس (مس)	28.0 - 34.0
آهن (آهن)	حداکثر 2.5
منگنز (Mn)	حداکثر 2.0
کربن (C)	حداکثر 0.30
سیلیکون (Si)	حداکثر 0.50
گوگرد (S)	حداکثر 0.024

خواص مکانیکی و فیزیکی (بازپخت شده)

اموال	ارزش
استحکام کششی، حداقل	483 مگا پاسکال (70 ksi)
قدرت تسلیم، حداقل	172 مگاپاسکال (25 ksi)
ازدیاد طول، حداقل (50 میلی متر)	35%
تراکم	8.80 گرم بر سانتی متر مکعب
محدوده ذوب	حدود 1300 - 1350 درجه
مدول الاستیسیته	179 گیگا پاسکال

پوشش اندازه، شرایط تحویل و برنامه های کاربردی

تحت ASTM B163، لوله بدون درز برای خدمات کندانسور و مبدل حرارتی بر روی قطر خارجی و ضخامت دیوار مشخص شده است. مشخصات لوله های 3 اینچ (76.2 میلی متر) در قطر بیرونی و زیر، با حداقل ضخامت دیواره 0.148 اینچ (3.76 میلی متر) و زیر یا ضخامت دیواره متوسط ​​0.165 اینچ (4.19 میلی متر) و زیر را پوشش می دهد. اندازه مبدل دیواری با قطر کوچک و سبک{10}} نیز تعریف شده است. لوله ها معمولاً در شرایط آنیل شده تحویل داده می شوند. در مواردی که به استحکام بیشتری نیاز است، می‌توان مزاج سرد{12}}را مشخص کرد. UNS N04400 در برابر خوردگی آب دریا، ترک خوردگی ناشی از استرس کلرید و حمله محلول‌های نمکی قلیایی و خنثی مقاومت می‌کند و در برابر اسیدهای کاهنده رقیق عملکرد خوبی دارد. کاربردهای معمولی عبارتند از مبدل های حرارتی و کندانسورهایی که آب دریا یا سیالات خورنده را مدیریت می کنند، تجهیزات مهندسی دریایی مانند لوله کشی کشتی و کارخانه نمک زدایی، سیستم های پردازش شیمیایی برای جابجایی قلیایی و اسید، و تجهیزات نفت و گاز در ترش و سایر خدمات سخت.

UNS N04400 در مقابل UNS N05500

UNS N05500 نسخه بارندگی-سخت شدنی از همان خانواده مس نیکل- است. افزودن آلومینیوم و تیتانیوم به آلیاژ اجازه می دهد تا با سخت شدن سن به استحکام و سختی بسیار بالاتری نسبت به UNS N04400 تقویت شود، در حالی که مقاومت خوردگی قابل مقایسه ای را حفظ می کند. در جایی که UNS N04400 برای خدمات خوردگی عمومی و سهولت شکل‌دهی انتخاب می‌شود، UNS N05500 زمانی انتخاب می‌شود که استحکام بالا، به عنوان مثال در شفت‌ها، بست‌ها و اجزای پمپ، الزام طراحی حاکم باشد.

سوالات متداول

تفاوت بین UNS N04400 و UNS N05500 چیست؟

UNS N05500 (K-500) حاوی اضافات عمدی آلومینیوم و تیتانیوم است و با عملیات حرارتی بارشی تقویت می شود. این به استحکام و سختی بسیار بالاتری نسبت به UNS N04400 می رسد در حالی که مقاومت در برابر خوردگی مشابهی را ارائه می دهد و آن را برای قطعات چرخشی و چفت کننده با بارگذاری بالا مناسب می کند.

آیا لوله UNS N04400 برای سرویس آب دریا مناسب است؟

بله. این آلیاژ به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی آب دریا و ترک خوردگی ناشی از تنش کلرید، به طور گسترده در مبدل‌های حرارتی خنک‌شده با آب دریا، کندانسورها و لوله‌کشی‌های دریایی استفاده می‌شود.

آیا می توان لوله بدون درز UNS N04400 را جوش داد؟

بله. این آلیاژ را می توان با فرآیندهای TIG، MIG و مقاومت با استفاده از فلز پرکننده منطبق جوش داد. به طور معمول نیازی به پیش گرم نیست و عملیات حرارتی بعد از جوش برای اکثر خدمات لازم نیست، اگرچه پارامترهای قابل اعمال باید در مقابل مشخصات ساخت تأیید شوند.

ASME SB163 چه محدوده اندازه ای را پوشش می دهد؟

مشخصات لوله‌های بدون درز با قطر بیرونی تا 3 اینچ (76.2 میلی‌متر) و ضخامت دیواره تا حدود 0.165 اینچ (4.19 میلی‌متر) متوسط ​​یا حداقل 0.148 اینچ (3.76 میلی‌متر) را پوشش می‌دهد، از جمله اندازه‌های مبدل دیواری کوچک-قطر سبک-.

چه استانداردهایی برای لوله UNS N04400 اعمال می شود؟

استاندارد اولیه ASTM B163 / ASME SB163 برای کندانسور و لوله مبدل حرارتی بدون درز است که توسط مشخصات محصول مرتبط ASTM مانند B165 (لوله بدون درز)، B725 و B751 (لوله جوشی)، B730 (لوله جوش داده شده) و B829 (لوله و لوله بدون درز عمومی) پشتیبانی می شود.

در چه دماهایی می توان از UNS N04400 استفاده کرد؟

این آلیاژ چقرمگی و خواص مکانیکی خوبی را در دماهای برودتی حفظ می‌کند و برای سرویس‌دهی با دمای بالا{0} متوسط ​​مناسب است. از آنجا که حاوی کروم نیست، مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا محدود است، بنابراین دمای سرویس معمولاً در حد متوسط ​​نگه داشته می‌شود و محدودیت‌های طراحی باید از مخزن تحت فشار یا کد لوله‌کشی مربوطه پیروی کنند.