ASTM B111 C44300 錫真鍮コンデンサー チューブ: 組成、特性、および使用限界

ASTM B111 C44300 錫黄銅とは

C44300 は錫黄銅の UNS 指定であり、熱伝達業界ではアドミラルティ黄銅と呼ばれる合金です。これは、銅が 70.0% ～ 73.0% の間に保持され、約 1% の錫が添加され、制御された少量のヒ素の添加により脱亜鉛が抑制された銅-亜鉛合金です。このグレードは、シームレス銅および銅合金コンデンサー チューブおよびフェルール ストックの仕様である ASTM B111/B111M に記載されており、アンチモン-阻害された C44400 およびリン-阻害された C44500 と同じ金管金属族に属します。 GB/T 5231 に基づく対応する中国の指定は HSn70-1 です。

普通の 70/30 真鍮と比較して、錫の添加により強度が向上し、衝突攻撃や海水中で通常の真鍮管を破壊する亜鉛の選択的損失に対する耐性が向上します。この合金は通常の加工範囲全体にわたって単相のアルファ黄銅のままであるため、冷間引き抜きや曲げ加工が容易であり、そのため鋳物としてではなく、真っ直ぐな管または U 字管として供給されます。-

化学組成と物性

以下の表は、質量パーセントで表した C44300 の管理範囲と、使用時に各元素が果たす役割をまとめたものです。

アニールされたチューブの典型的な物理値は、密度が約 8.53 g/cm3、電気伝導率が 28 % IACS 程度、熱伝導率が室温で 110 W/(m・K) 近く、弾性率が約 117 GPa です。これらの数値によれば、C44300 は他のアドミラルティやアルミニウム黄銅に近く、冷却水中での耐久性とのトレードオフとして認められている導電性においては純銅よりもはるかに劣っています。-

機械的特性と質質の選択

ASTM B111 では、UNS 番号と質別ごとに最小引張強度と降伏強度が定められており、注文時に呼び出される場合には、膨張試験と平坦化試験、および渦電流試験が必要です。チューブは通常、U ベンドに丸めることができるように、O61 焼きなましで注文されます。直管がより高い内圧を保持する必要がある場合や振動に耐える必要がある場合には、軽絞りおよび硬絞りの焼き戻しが使用されます。以下の値は市販の真空管の典型的なものであり、仕様の最小値はこれより低くなります。

焼きなましされたチューブは、割れることなく U{0}}曲げやチューブシートの圧延を受け入れるのに十分な伸びを保持する必要があります。{1}一方、硬絞りチューブは強度と引き換えに延性を犠牲にします。粗大な結晶粒は振動するコンデンサーの疲労寿命を短縮し、曲げ加工時に表面を粗くするため、焼きなまし状態での結晶粒度も制御されます。

海水および淡水における腐食挙動

ヒ素の添加により、C44300 が通常の真鍮と区別されます。冷却水中で合金は保護膜を形成し、抑制剤が亜鉛に富んだ相が優先的に攻撃されるのを防ぎます。耐脱亜鉛性は通常、完成したチューブを室温にさらすことによってではなく、亜鉛を含む銅合金の標準試験である ISO 6509 によって実証されます。-

Admiralty 真鍮は、きれいな空気を含んだ海水および淡水で最も優れた性能を発揮し、冷却回路内の適度な塩化物レベルに耐えます。その実際的な限界はよく知られています。インピンジメント攻撃を避けるために、流れる海水の速度は通常 1 ～ 2 m/s に保たれます。この合金は 200 度をはるかに超える温度で使用することはお勧めできません。また、応力腐食割れを引き起こす可能性があるアンモニアやアンモニウム化合物に敏感です。硫化物、高濃度の遊離アンモニア、または浮遊砂を含む水域では、代わりにキュプラ-ニッケル グレードが必要です。

代表的なサービスアプリケーション

発電における表面凝縮器および補助熱交換器

海水および汽水冷却器、蒸発器および蒸留管束

船上の復水器、オイルクーラー、海水淡水化プラントの配管

塩素化水または汽水で動作する冷凍および HVAC コンデンサー

上記の機器用のフェルールとチューブシート継手-

製作・設置・検査ポイント

チューブは冷間引き抜きされ、完成サイズに焼きなましされてから、真っ直ぐにして所定の長さに切断されます。 U-曲げは、焼きなまし状態でマンドレルを使用して実行され、設計で必要な部分のみ、曲げられた脚の応力が軽減されます。管は圧延によって管板に拡張されます。管-と-管-の溶接接合部は特殊な用途に使用されます。入熱が制御されないと合金中の亜鉛が揮発するため、酸素{6}}プロセスよりも不活性ガス溶接またはろう付けが好まれます。

3 つの実践的なルールにより、現場でのほとんどの失敗を防ぐことができます。まず、残留物は応力腐食割れを促進するため、通常のグラファイトやアンモニアを含むマーカーで錫真鍮管にマークを付けないでください。-。第二に、強力な鉱酸が合金を攻撃するため、浄水-側は抑制された酸や機械的手段によって堆積します。第三に、包装材料からの凝縮水やアンモニアが蓄積しないように、チューブを乾燥した状態に保ち、換気して保管してください。

通常、受入検査には、寸法チェック、硬度と焼き戻しの検証、粒度、静水圧または空気圧の気密性、薄肉化のための渦電流検査が含まれます。熱数、焼き戻し、およびテスト結果の記録はチューブと一緒に保管し、不良バンドルをその鋳造物まで追跡できるようにする必要があります。

よくある質問

Q: C44300はアドミラルティブラスと同じですか?
はい。 C44300 は、熱伝導業界ではアドミラルティ黄銅と呼ばれるヒ素抑制アドミラルティ メタルの UNS 番号です。-アンチモン-阻害 C44400 とリン-阻害 C44500 は同じファミリーに属しており、阻害剤の添加が異なります。

Q: 銅合金にヒ素が添加されるのはなぜですか?
それは強度のために存在するものではありません。ヒ素は安定した表面膜を形成し、亜鉛-が豊富な相が合金から溶解するのを防ぎます。これが、塩化物を含む冷却水中で抑制されていない真鍮を破壊するメカニズムです。

Q: 海水復水器ではどのくらいの流速が安全ですか?
きれいな海水の供給は通常約 1 ～ 2 m/s に制限されます。速度が高くなるとチューブ入口での衝突攻撃が増加し、砂や空気を含んだ水では実用的な限界がさらに低くなります。

Q: C44300 はアンモニアを含む冷却水で使用できますか?{1}
いいえ、この合金はアンモニアやアンモニウム化合物に敏感であり、応力腐食割れを引き起こす可能性があります。キュプラ-ニッケルグレードは、アンモニアが予想される場合の通常の代替品です。

Q: U ベント管にはどの質質を注文する必要がありますか?{0}}
焼きなました O61 は、マンドレルの曲げやチューブシートの圧延に必要な伸びを備えているため、通常の選択となります。-硬引き焼戻しは、圧力や振動に耐えなければならない直管用に予約されています。

Q: 耐脱亜鉛性はどのように検証されますか?
亜鉛を含む銅合金の ISO 6509 テストにより、準備された試験片に対する選択的攻撃の深さを測定します。テスト結果は材料特性であり、工場証明書に記録する必要があります。