Tubo sin costura DIN 17660 CuZn20Al2 F39 para intercambiadores de calor y condensadores

¿Qué es el tubo CuZn20Al2 F39?

CuZn20Al2 es una aleación forjada de cobre-zinc que contiene aproximadamente un 2 % de aluminio, estandarizada en DIN 17660 para tubos sin costura. La aleación es una aleación de cobre, no un acero: el nombre se deriva de los símbolos químicos Cu, Zn y Al con el contenido nominal de aluminio, que es la convención de nomenclatura utilizada en el sistema de designación alemán para materiales de cobre forjado. En la práctica europea, el mismo material está estandarizado como CuZn20Al2A en EN 12451, y en el sistema de numeración unificado el equivalente más cercano es UNS C68700.

Los tubos de esta aleación se producen mediante extrusión y estirado en frío, por lo que no tienen costuras y se utilizan ampliamente cuando el agua de refrigeración es agua de mar o agua salobre. El contenido de aluminio forma una película protectora de óxido en la superficie y la pequeña adición de arsénico inhibe la descincificación, que es el modo de falla que limita los latones con alto contenido de -zinc en agua que contiene cloruro-.

Lectura de la designación y el temperamento del F39

La designación conlleva tres datos. CuZn20Al2 define la familia de aleaciones y el contenido nominal de aluminio. DIN 17660 identifica la norma que cubre el material forjado y las dimensiones del tubo. El sufijo F39 identifica el estado de entrega, en el que la letra indica la condición de fabricación y el número la clase de resistencia correspondiente en la tabulación de la norma. DIN 17660 tabula la resistencia mínima a la tracción, el límite elástico y el alargamiento para cada aleación y combinación de temple, por lo que los valores de aceptación mecánica se leen de la norma en lugar de tomarse de la designación.

Para los tubos de condensadores e intercambiadores de calor, el requisito normalmente es una condición blanda y sin tensión-que pueda expandirse hasta formar una placa tubular y doblarse en forma de U sin agrietarse. Cuando se suministra un temple más duro, el tubo está diseñado para tramos rectos y soporte mecánico con paso más cerrado.

Composición química y datos físicos.

La siguiente composición sigue el rango CuZn20Al2As utilizado para tubos sin costura en las normas europeas y ASTM para esta aleación; La adición de arsénico es parte de la especificación para el material del tubo, porque es lo que hace que la aleación sea adecuada para agua de refrigeración que contenga cloruro-.

Calificaciones equivalentes entre estándares

Los tubos de esta aleación se especifican en varios sistemas y la siguiente tabla permite comparar una oferta en un sistema con un requisito escrito en otro.

Al comparar cotizaciones, la composición de la aleación, el estado de ánimo y el estándar deben coincidir; un cambio de temperamento cambia los requisitos mecánicos incluso cuando la designación de la aleación es idéntica.

Dimensiones y condiciones de suministro

Las tolerancias de diámetro, espesor de pared y longitud son las del estándar solicitado, y la rectitud se comprueba en la longitud acabada. Para tubos doblados en U-la longitud de la pata, el radio de curvatura y la alineación se verifican con el dibujo del intercambiador antes de empacar.

Aplicaciones

Intercambiadores de calor de agua de mar y agua salobre en generación de energía e industria.

Condensadores de superficie en plantas de turbinas de vapor y condensadores de volcado en plantas de proceso.

Precalentadores de desalinización y calentadores de salmuera.

Refrigeradores marinos para motores, cajas de cambios y maquinaria auxiliar.

Condensadores de refrigeración central y aire acondicionado mediante agua de mar o agua de estuario.

Intercambiadores de proceso donde el material de un solo tubo debe tolerar la química variable del agua.

Procesamiento, Instalación e Inspección

La aleación normalmente se une mediante expansión con rodillos en la placa tubular o mediante soldadura fuerte. La soldadura por fusión se evita siempre que sea posible, porque la película protectora y el bajo punto de fusión de la aleación que contiene zinc-hacen que la soldadura sea menos predecible que la expansión, y una unión soldada necesitaría su propia calificación.

Mantenga la velocidad del agua de refrigeración dentro del rango recomendado para latón de aluminio, generalmente alrededor de 1,0-2,2 m/s para agua de mar limpia, y controle la turbulencia de entrada con casquillos o con protección del extremo de entrada.

Roller-expandir al porcentaje de expansión especificado; la expansión excesiva-daña la película protectora y crea una grieta en la junta.

Alivie la tensión residual en las curvas en U-para que el tubo no quede en una condición susceptible a la corrosión-por tensión-.

Mantenga el tubo seco durante el almacenamiento; La condensación entre tubos apilados puede comenzar a picar antes del montaje.

Limpiar con cepillo o con un método químico aprobado para latón aluminio; Los ácidos minerales fuertes eliminan la película protectora.

Inspeccione el intercambiador terminado mediante una prueba hidrostática y, cuando se especifique, mediante un examen por corrientes parásitas de los tubos instalados.

La película protectora se forma en servicio, por lo que un intercambiador recién instalado alcanza su resistencia total a la corrosión sólo después de un período de exposición. La manipulación de daños que rayan el orificio retrasa ese proceso y debe evitarse.

Preguntas frecuentes

P: ¿CuZn20Al2 es un acero o una aleación de cobre?
Es una aleación de cobre, un latón de aluminio. La designación se construye a partir de los símbolos químicos Cu, Zn y Al, siguiendo el sistema de denominación alemán para materiales de cobre forjado, y el material está cubierto por normas de aleaciones de cobre como DIN 17660 y EN 12451. No contiene hierro como elemento de aleación.

P: ¿Qué significa la designación F39?
El prefijo F indica la condición de entrega y el número identifica la clase de resistencia correspondiente en la tabla de temple de DIN 17660. La resistencia mínima a la tracción, el límite elástico y el alargamiento para esa combinación se tabulan en la norma y el tubo se prueba con respecto a esos valores.

P: ¿Qué grado ASTM es equivalente a CuZn20Al2?
El equivalente más cercano es UNS C68700, el latón de aluminio especificado para tubos de condensadores e intercambiadores de calor sin costura en ASTM B111/B111M. En el sistema europeo, la misma aleación con la adición de arsénico es CuZn20Al2As, número de material CW702R en EN 12451.

P: ¿Se puede utilizar este tubo en servicio de agua de mar?
Sí. Está diseñado específicamente para circuitos de refrigeración de agua de mar y agua salobre y para servicios de desalinización, siempre que la velocidad del agua, el contenido de sólidos y el nivel de contaminación se mantengan dentro del rango de diseño para latón de aluminio. Cuando las condiciones son más agresivas, los tubos de cobre-níquel son la alternativa normal.

P: ¿Cómo se une el tubo a la placa del tubo?
Mediante expansión con rodillo o mediante soldadura fuerte cuando se requiera una junta sellada. Ambos métodos evitan los problemas de la soldadura por fusión de esta aleación, y ambos requieren una condición de tubo suave y sin tensión-para que la región expandida o doblada no se agriete.

P: ¿Qué pruebas se realizan en el tubo terminado?
Inspección dimensional y visual, análisis químico del calor, pruebas mecánicas para el templado ordenado, una prueba de expansión o ensanchamiento y examen de corrientes parásitas- cuando se especifica para el tubo del condensador. Los resultados se informan en el certificado de la fábrica y se pueden rastrear hasta el número de calor.