海水サービス向けの C70600 と C71500

海水冷却システムまたは船舶用熱交換器を設計するときは、両方を考慮する必要があります。ASTM B111 C70600そしてASTM B111 C71500承認された材料リストに記載されています。どちらも海水腐食に耐性があります。しかし、流速が増加したり、温度が上昇すると、それらは異なります。間違ったグレードを選択すると、真空管は数年ではなく数か月以内に故障する可能性があります。

以下は、海水の流速と使用温度という 2 つの重要な制限に焦点を当てた技術的な比較です。

C70600 (90/10 銅ニッケル) の推奨最大海水速度は 2.5 ～ 3.0 メートル/秒です。この範囲を超えると、チューブ表面の保護酸化膜が破壊されます。フィルムがなくなると、地金は急速に腐食します。

さまざまな条件下での C70600 の速度制限:

C71500 (70/30 銅ニッケル) は、最大 4.0 ～ 4.5 メートル/秒の海水速度に対応できます。ニッケル含有量が高いほど、機械的侵食に耐える、より強力で密着性の高い保護膜が形成されます。

さまざまな条件下での C71500 の速度制限:

どちらのグレードでも低速でも安全です。高速度は保護膜を侵食し、金属を食い込みます。このメカニズムは衝突腐食またはエロージョンコロージョンと呼ばれます。海水が高速でチューブに当たると、保護酸化層が除去されます。新鮮な金属が露出しています。このサイクルが繰り返され、ピットまたは溝が形成されます。

速度範囲別の腐食パターン:

インピンジメント腐食は、高速流体によって保護酸化膜が削り取られることによって引き起こされる金属損失です。これは、流れが乱流しているチューブの入口、曲がり、直径の急激な変化などで発生します。銅ニッケル上の保護膜の厚さはわずか数ミクロンです。高速水はサンドブラスターのように作用し、フィルムを繰り返し除去します。下の金属が浸食されて馬蹄形の穴ができます。

インピンジメント腐食が最初に始まる場所:

チューブ入口端 (水の侵入口から 0 ～ 300mm)

チューブサポートの上流側

曲がりと肘

管板接合部

ポンプ直後のエリア

C70600 は、海水使用において 60 度 (140 度 F) まで安全です。この温度を超えると、腐食速度が急激に増加します。保護膜の安定性が低下します。孔食や局所的な攻撃が発生しやすくなります。

C70600 の温度制限:

C70600 の場合は 60 度以下に保ちます。それより熱い場合は、C71500 に移行するか、素材を完全に変更してください。

C71500 は、腐食が深刻な問題になる前に、80 度 (176 度 F) までの海水を処理できます。ニッケル含有量が高いほど、高温での膜の安定性が向上します。一部の用途では、硫酸第一鉄処理と綿密な監視により 90 度まで昇温します。

C71500 の温度制限:

温度が 10 度上昇するごとに、腐食速度は約 2 倍になります。これがアレニウス効果です。 30 度で 30 年持続するチューブは、同じ水の化学的性質であっても、70 度では 3 ～ 5 年しか持続しません。

温度ごとの推定相対腐食速度:

通常の条件（速度 2.5 m/s 未満、温度 60 度未満）には C70600 を使用してください。いずれかの制限を超えた場合は、C71500 に切り替えます。唯一の答えはありませんが、簡単な決定表を次に示します。

速度と温度に基づく C70600 と C71500 の決定マトリックス:

Q1: インピンジメント腐食とは何ですか?なぜ銅ニッケル管で起こるのですか?

インピンジメント腐食は、高速流体が保護酸化膜を削り取ることによって引き起こされる金属損失です。銅ニッケル管を保護するフィルムの厚さはわずか数ミクロンです。海水が 2.5 ～ 3.0 m/s を超える速度で移動すると、この膜は物理的に侵食されます。新しい金属は露出し、酸化し、このサイクルが繰り返されます。その結果、チューブの入口またはその他の高速領域に馬蹄形のピットができます。これは、C70600 真空管で最も一般的な故障モードです。

Q2: C70600 チューブの最大許容速度はどのように計算しますか?

単純な公式はありませんが、チューブの ID と水質に基づいた業界のガイドラインが存在します。共通ルール: きれいな海水の場合は最大速度 (m/s)=2.5、砂やゴミが存在する場合は 1.5 ～ 2.0 に減少します。一部のエンジニアはニッケル含有量に基づいた経験式を使用しますが、C70600 (10% Ni) の場合、安全限界は 2.5 m/s と確立されています。疑問がある場合は、銅開発協会またはサプライヤーにお問い合わせください。

Q3: エロージョン攻撃とインピンジメント攻撃の違いは何ですか?

エロージョンは固体粒子による機械的磨耗です。衝突は、流体速度のみによる膜の破壊です。浸食は、砂、シルト、または破片がチューブの壁に当たると発生します。滑らかに磨かれた溝のように見えます。速度が高すぎると、きれいな海水でも衝突が発生します。馬蹄形の穴ができます。どちらも C70600 チューブに損傷を与えますが、衝突は濾過された海水システムでより一般的です。

Q4: C70600 は、砂の多い海水ではなく、きれいな海水でより高い速度に対応できますか?

はい、砂が存在すると速度制限は大幅に低くなります。きれいな海水では、C70600 は 2.5 m/s に対応できます。砂を少量（重量比 0.1%）添加すると、安全速度は 1.5 m/s 以下に低下します。砂はチューブ内で切削工具のように機能します。 C70600 は硬質合金ではありません。すぐに侵食されてしまいます。 C71500 は改善していますが、依然として問題があります。砂がある場合は、チタンまたはゴムで裏打ちされたシステムを検討してください。

Q5: C70600、C71500は海水中でどのような保護膜が形成されますか?

ニッケル鉄酸化物の薄い付着層がチューブの表面に形成されます。C70600 の場合、フィルムには主に酸化銅が含まれており、少量のニッケルと鉄が含まれています。 C71500 の場合、ニッケル含有量が高いほど、より多くの酸化ニッケルを含む膜が生成され、より硬く、耐浸食性が高くなります。この膜は海水にさらされてから数日以内に形成されます。一度確立されると、さらなる腐食をブロックします。問題は、高速水がこの膜を再形成するよりも早く除去してしまうことです。

Q6: 銅ニッケル管の腐食速度は温度によってどのように変化しますか?

温度が 10 度上昇するごとに、腐食速度は約 2 倍になります。これがアレニウス関係です。たとえば、C70600 が 20 度で 0.025 mm/年で腐食する場合、60 度ではその速度は約 0.4 mm/年になります。つまり 16 倍の速さになります。温度もフィルムの安定性に影響します。高温では保護フィルムの形成が異なり、剥がしやすくなります。これが、ほとんどの仕様が海水使用において C70600 を 60 度に制限している理由です。

各チューブバッチは出荷前に 5 つの検査を受けます。

化学→ 分光計により Ni 9-11%、Fe 1.0-1.8% を確認 (ASTM E1473)

強さ→ 破断するまで引っ張りテスト。最低 310 MPa に達する必要がある (ASTM E8)

欠陥→ 渦電流プローブはすべてのチューブを通過します。任意の信号=拒否 (ASTM E243)

延性→ リングを 3x 壁に平らにします。亀裂は認められません (ASTM B968)

漏れ→ 静水圧 3000 psi、10 秒間保持 (ASTM B111)

ご注文ごとにミルテストレポートをお届けします。第三者検査（SGS、BV、ロイズ）が利用可能です。

両端にプラスチックキャップが付いています

チューブ層間のVCIペーパー

各束の周りにシュリンクラップを巻く

バンドルを固定するためのスチール製ストラップ

小さなカット長または壊れやすいサイズ用の木製ケース

6～12m標準管用鋼束+木製パレット

グレード、外径、壁、熱数、数量を記載した防水ラベル

原料から完成したチューブまで 1 つのプラントで:

溶融(炉3基、各5トン) → 銅+ニッケル+鉄を液体合金に変える

鋳造(2 行) → 直径 80 ～ 220mm の固体ビレットに液体を注入します。

押し出し(3500トンプレス) → ビレットを中空管シェルに打ち抜きます。

冷間引抜(8 つのベンチ) → ダイを通してシェルを引っ張り、外径と壁を収縮させます。

アニーリング(4炉) → 伸線後のチューブを600度に加熱して軟化させます。

矯正とカット(3本線) → チューブを真っ直ぐにし、適切な長さにカットします

テスト(渦電流測定機2台) → 全数検査

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