ASTM B111 C68700 es un tubo de aleación de cobre-estirado en frío, redondo, sin costuras, hecho de latón de aluminio con parte del zinc reemplazado por 1,8-2,5 % de aluminio y una adición de trazas de arsénico. En la clasificación ASTM B111 pertenece a la familia del latón de aluminio, cuyos miembros se seleccionan para el servicio de condensadores e intercambiadores de calor porque forman una película protectora duradera en el agua de mar que fluye. El tubo se suministra redondo en tramos rectos, en estado recocido O61, y está diseñado para enrollarse o expandirse en placas tubulares.
Identificación de aleaciones y equivalentes
UNS C68700 es la designación ASTM. La misma aleación figura como CuZn20Al2A en la nomenclatura ISO, HAL77-2 en GB/T 8890, CZ110 en BS 2871, C6870 en JIS H3300 y CuZn20Al2 en DIN 1785. Las especificaciones relevantes son ASTM B111 para tubos rectos y casquillos, y ASTM B395 para codos en U. tubos; ASME publica los mismos requisitos que SB111 y SB395.
Composición y Temperamento
Tabla 1. UNS C68700 en el templado recocido O61 según ASTM B111.
| Cobre | 76.0-79.0% |
| Aluminio | 1.8-2.5% |
| Arsénico, como | 0.02-0.06% |
| Hierro, Fe | 0,06% máximo |
| Plomo, Pb | 0,07% máximo |
| zinc, zinc | resto |
| Resistencia a la tracción, mín. | 345 MPa (50 ksi) |
| Límite elástico, mín. | 125 MPa (18 ksi) |
| Densidad | 8,33 g/cm³ (0,301 libras/pulgadas³) |
El templado recocido es la condición de entrega para los tubos que se expandirán hasta formar una placa tubular, porque el tubo debe ceder plásticamente en la junta laminada mientras que la longitud desenrollada permanece dimensionalmente estable. Un templado duro reduciría la capacidad de expansión y aumentaría el riesgo de agrietamiento en la junta.
Ruta de fabricación
Fundir y fundir un tocho dentro del rango de composición C68700, analizado mediante espectrógrafo antes de su liberación.
Extruya o perfore el tocho hasta convertirlo en una cáscara hueca.
Extracción en frío o peregrinación en frío de la cáscara sobre un mandril mediante pasadas sucesivas, con recocidos intermedios.
Recocido final hasta el temple O61, seguido de enderezamiento y corte a medida.
Prueba de corrientes de Foucault en toda su longitud, luego inspección dimensional y marcado.
Pruebas requeridas
ASTM B111 define una matriz de prueba que sigue la aleación y el servicio previsto en lugar de una lista universal única. Para C68700 se aplica lo siguiente:
Prueba de expansión según el método de prueba B153: el tubo expandido no debe presentar grietas ni roturas visibles. Está exento el tubo estirado-en duro que no haya sido recocido final.
Prueba de aplanamiento: la muestra se aplana en tres lugares a lo largo de su longitud, cada uno de ellos gira aproximadamente un tercio de vuelta desde el área anterior, y la sección aplanada debe pasar un micrómetro ajustado a tres veces el espesor de la pared. El stock de férula está exento.
Prueba de tensión residual: C68700 es uno de los números de aleación para los cuales ASTM B111 requiere la prueba de nitrato de mercurio (B154) o la prueba de vapor de amoníaco (B858).
Prueba de corrientes de Foucault para la práctica E243 en cada tubo.
Prueba hidrostática: cada tubo debe soportar la presión interna dando una tensión de fibra de 7000 psi (48 MPa) sin fugas, utilizando la ecuación del -cilindro delgado del estándar. A menos que se especifique lo contrario, los tubos no se prueban por encima de 1000 psi (7,0 MPa).
Propiedades físicas utilizadas en el diseño
Densidad: 8,33 g/cm³ (0,301 lb/in³)
Conductividad térmica: 100,4 W/(m·K) a 20 grados
Coeficiente de expansión térmica lineal: 18,5 × 10-6por grado más de 20-300 grados
Capacidad calorífica específica: 0,09 cal/(g·grado) a 20 grados
Rango de fusión: 932-971 grados
Respuesta magnética: no-magnética, lo que permite aplicar métodos de separación magnética y prueba de fugas sin interferencias.
Aplicaciones
Condensadores de superficie en generación de energía costera y marina.
Haces de tubos de intercambiadores de calor y evaporadores en plantas desaladoras
Tubos de destilación y tubos destiladores en industrias de procesos
Férulas para extremos de tubos de condensadores donde se utiliza un componente de entrada independiente
Circuitos de agua de refrigeración a bordo de barcos y unidades offshore
Guía de selección y procesamiento
Los diseñadores deben confirmar que el espesor de pared especificado deja suficiente margen para la tasa de corrosión esperada más la junta de la placa tubular. Durante la instalación, los extremos del tubo deben limpiarse y desbarbarse, expandirse al par de torsión recomendado para el espesor de la pared y, cuando las especificaciones lo requieran, sellarse mediante expansión más soldadura fuerte. El tubo curvado en U-debe pedirse como material recocido y doblado en lugar de doblado después de la entrega, porque el doblado introduce tensión residual que la prueba de tensión residual está diseñada para limitar. El almacenamiento debe ser seco y bajo techo; El agua estancada en la perforación durante el envío o el almacenamiento en el sitio puede iniciar picaduras que las pruebas de corrientes parásitas rechazarán más adelante.
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es la diferencia entre el tubo redondo C68700 y el tubo curvado en U?
La aleación y el temple son los mismos. El tubo redondo recto se solicita según ASTM B111, mientras que el tubo con curvatura en U se solicita según ASTM B395, lo que agrega requisitos de flexión, ovalidad y alivio de tensión después de la curvatura.
P: ¿El tubo C68700 se suministra soldado o sin costura?
ASTM B111 cubre únicamente tubos sin costura. El tubo de aleación de cobre soldado se rige por especificaciones separadas y no es intercambiable para uso en condensadores.
P: ¿Qué significa el temperamento O61?
O61 es la designación de temple recocido utilizada para tubos de aleación de cobre en el sistema ASTM. Es la condición de entrega estándar para el tubo que se expandirá hasta convertirse en una placa tubular.
P: ¿Qué rango de espesor de pared está disponible?
El tubo del condensador y del intercambiador de calor normalmente se suministra con paredes de entre 0,5 mm y 1,2 mm, y las dimensiones se comparan con las tolerancias dimensionales de la norma en lugar de con una cifra nominal.
P: ¿Cómo se identifica el tubo después del parto?
Cada paquete está marcado con el número de calor y el certificado de prueba del material informa la química, las propiedades mecánicas y los resultados de las pruebas hidrostáticas y de corrientes parásitas.
P: ¿El contenido de arsénico afecta el rendimiento frente a la corrosión?
Sí. Se especifica el rango de arsénico de 0,02 a 0,06 % para inhibir la descincificación, y se deben cumplir tanto el mínimo de arsénico como el rango de aluminio para que la aleación funcione en servicio con agua de mar.
