Dewis Deunydd Tiwb Cyfnewidydd Gwres: Aloeon Copr, Dur a Titaniwm

Y Cwestiwn Tu Ôl i'r Cwestiwn

Nid oes un deunydd gorau ar gyfer tiwbiau cyfnewidydd gwres. Yr ateb cywir yw'r deunydd lleiaf drud a fydd yn goroesi'r ddwy ffrwd broses ar gyfer bywyd dylunio'r planhigyn, ac mae hynny'n dibynnu ar bum newidyn yn gweithredu gyda'i gilydd: cemeg hylifau ochr y tiwb a'r cragen, y tymheredd gweithredu a'r gwasgedd, y cyflymder llif, y dyletswydd trosglwyddo gwres gofynnol, a threfniant mecanyddol y cyfnewidydd.

Yn ymarferol mae'r broses ddethol yn culhau'r maes yn gyflym. Defnyddir aloion copr a chopr ar gyfer dŵr wedi'i oeri yn unrhyw le mae'r tymheredd yn gymedrol ac mae'r dŵr yn gydnaws â chopr, oherwydd eu bod yn dargludo gwres yn well nag unrhyw ddeunydd tiwb cyffredin arall ac yn hawdd ei ehangu i ddalennau tiwb. Mae dur carbon yn cymryd drosodd ar gyfer olew poeth, stêm a -gwasanaeth pwysedd uwch. Nodir duroedd di-staen a thitaniwm pan fo'r broses yn ymosodol neu pan fo'r tymheredd yn uchel, gan dderbyn cosb fawr mewn dargludedd thermol.

Dargludedd Thermol yn ôl Teulu Materol

Mae'r tabl yn esbonio pam mae aloion copr yn tra-arglwyddiaethu ar ddŵr wedi'i oeri: mae tiwb copr yn trosglwyddo gwres tua ugain gwaith yn gyflymach na thiwb dur di-staen o'r un geometreg, felly mae angen arwynebedd llawer llai, llai o diwbiau a chragen lai ar gyfer yr un ddyletswydd.

Cyrydiad, Cyflymder a Chyfyngiadau Tymheredd

Nid dargludedd yn unig sy'n penderfynu ar y deunydd. Mae gan bob teulu derfynau y mae'n rhaid i ddylunydd eu parchu.

Copr a phres y morlysrhoi gwasanaeth da mewn dŵr ffres a môr glân. Maent yn sensitif i amonia ac cyfansoddion amoniwm, i sylffidau, ac i erydiad ar gyflymder uchel, ac ni ddylid eu defnyddio lle mae ochr y dŵr wedi'i llygru'n drwm heb raglen reoli - ffilm amddiffynnol.

Aloeon copr-nicelgoddef cyflymderau dŵr uwch na phres a gwrthsefyll erydiad tywod, biobaeddu a dŵr môr llygredig yn llawer gwell. Dyma'r ateb safonol ar gyfer oeryddion morol ac am unwaith-drwy systemau dŵr môr lle mae ansawdd y dŵr yn anrhagweladwy.

Dur carbonyn gryf, yn rhad ac yn cael ei ddeall yn dda, ond mae angen triniaeth dŵr a mesurau amddiffynnol ar ochr y dŵr; fe'i dewisir fel arfer ar gyfer gwasanaeth stêm ac olew lle nad yw'r tiwb yn cael ei wlychu gan nant dyfrllyd ymosodol.

Dur di-staenyn gwrthsefyll llawer o ffrydiau cemegol a thymheredd uchel ond yn agored i bylu clorid a straen-cracio cyrydiad mewn dŵr sy'n dwyn clorid poeth, sef yr union ddyletswydd y dewisir aloion copr ar ei chyfer.

Titaniwmyn cynnig ymwrthedd dŵr môr rhagorol a goddefgarwch cyflymder uchel iawn, gydag ymwrthedd da i glorineiddio, am gost deunydd uchel a dargludedd isel.

Cydweddu'r Deunydd â'r Ddyletswydd

Mae'r safonau llywodraethu yn dilyn y deunydd: ASTM B111 ar gyfer cyddwysydd aloi copr a thiwbiau cyfnewidydd gwres, ASTM A179 ac A192 ar gyfer dur carbon, ASTM A213 ar gyfer dur aloi, ASTM A268 ac A789 ar gyfer dur di-staen ferritig a deublyg, ac ASTM B338 ar gyfer tiwb titaniwm. Mae cyfatebol Ewropeaidd a Japaneaidd, megis EN 12451 a JIS H3300, yn gorchuddio'r amrediad tiwbiau aloi copr.

Nodiadau Dylunio a Saernïo

Unwaith y bydd teulu wedi'i ddewis, mae tri manylion yn penderfynu a yw'n perfformio. Rhaid i drwch wal gwmpasu'r lwfans cyrydiad ac erydiad, nid yn unig y gofyniad pwysau. Mae'n rhaid i'r uniad tiwb i ddalennau tiwb gael ei gydweddu â'r deunydd: mae aloion copr fel arfer yn cael eu rholio, gall duroedd gael eu weldio, ac mae angen paratoi'r uniad yn ofalus ar gyfer titaniwm. Rhaid i gynheiliaid tiwbiau a bylchau baffl gadw'r cyflymder lleol uchaf o dan y lefel y mae'r aloi a ddewiswyd yn dechrau erydu.

Glendid ochr dŵr yw'r ffactor olaf. Mae ymwrthedd baeddu fel arfer yn dominyddu'r cyfernod trosglwyddo gwres cyffredinol ar ôl ychydig fisoedd o wasanaeth, felly ni fydd y deunydd â dargludedd uwch yn ddamcaniaethol yn dod â'i fantais oni bai bod hidlyddion, ffilterau a threfniadau glanhau yn cadw arwynebau'r tiwb yn lân.

FAQ

C: Beth yw'r deunydd gorau ar gyfer tiwbiau cyfnewidydd gwres?
Aloeon copr a chopr ar gyfer y rhan fwyaf o'r tollau sy'n cael eu hoeri gan ddŵr, oherwydd eu bod yn cyfuno'r dargludedd thermol uchaf ag ymwrthedd cyrydiad da a rholio hawdd i ddalennau tiwb. Dur carbon, dur di-staen neu ditaniwm yw'r ateb gorau wrth i dymheredd, pwysedd neu gyrydedd godi.

C: A yw aloion copr yn well na dur di-staen ar gyfer cyfnewidwyr gwres?
Ar gyfer toll wedi'i oeri â dŵr, ydy fel arfer. Mae aloion copr yn dargludo gwres yn llawer gwell ac yn gwrthsefyll y clorid-sy'n dwyn dyfroedd sy'n achosi tyllu a straen-cracio cyrydiad mewn dur gwrthstaen. Mae dur di-staen yn cael ei ffafrio ar gyfer ffrydiau tymheredd uchel, glân neu gemegol cryf.

C: Pa aloi copr y dylid ei ddefnyddio ar gyfer dŵr môr?
Pres y morlys fel C44300 ar gyfer dŵr môr glân ar gyflymder cymedrol, pres alwminiwm C68700 ar gyfer dŵr llygredig, a chopr-nicel C70600 neu C71500 ar gyfer cyflymder uwch, tywod-dŵr llwythog ac ansawdd dŵr anrhagweladwy.

C: Pryd mai titaniwm yw'r dewis cywir?
Pan fo'r dŵr wedi'i glorineiddio neu wedi'i lygru, pan fo'r cyflymder yn uchel iawn, neu pan fydd angen cyfnod hir iawn rhwng retubings. Y gosb yw dargludedd thermol isel a phris prynu uchel, y mae'n rhaid ei gyfiawnhau gan y llai o waith cynnal a chadw.

C: Sut mae cyflymder tiwb yn cael ei ystyried?
Mae gan bob teulu derfyn cyflymder uchaf y mae gwrthdaro ac erydiad yn dechrau uwchlaw iddo. Terfynau pres y morlys yw'r isaf o'r aloion copr, mae copr-nicel a thitaniwm yn goddef yn gynyddol, a rhaid i'r dyluniad gadw cyflymderau mewnfa a chyflymder baffl o dan y terfyn ar gyfer y deunydd a ddewiswyd.

C: Pa safonau sy'n cwmpasu tiwbiau cyfnewidydd gwres?
ASTM B111 a'i SB111 cyfwerth ag ASME ar gyfer tiwbiau cyddwysydd aloi copr, ASTM A179 ac A192 ar gyfer dur carbon, ASTM A213 ar gyfer dur aloi, ASTM A268, A789 ac A790 ar gyfer graddau di-staen a deublyg, ac ASTM B338 ar gyfer titaniwm.