Lo que realmente designa SB111 C44300
ASME SB111 es el identificador del Código ASME para calderas y recipientes a presión para la especificación que es técnicamente idéntica a ASTM B111, la norma que cubre tubos de condensadores y casquillos de cobre sin costura y aleaciones de cobre-. Dentro de esa especificación, UNS C44300 es latón de almirantazgo con arsénico: una aleación de cobre-cinc en fase alfa-que contiene aproximadamente un 71 % de cobre, un 28 % de zinc y un 1 % de estaño, junto con una adición deliberada de arsénico que inhibe la descincificación.
C44300 a menudo se describe vagamente como latón naval, pero los dos pertenecen a familias diferentes. El latón naval, como el UNS C46400, es una aleación 60/40 que contiene estaño- y se suministra principalmente como barras y varillas, mientras que el latón del Almirantazgo mantiene un contenido de cobre mucho mayor y se produce casi exclusivamente como tubos para el servicio de transferencia de calor-. Ese mayor nivel de cobre es lo que le da al C44300 su combinación de conductividad térmica, resistencia al agua de mar y costo razonable, y es la razón por la que el grado se ha mantenido en uso continuo en condensadores y refrigeradores durante más de medio siglo.
Composición química y propiedades físicas.
ASTM B111 y ASME SB111 controlan la composición del C44300 dentro de límites estrechos, porque los contenidos de estaño y arsénico gobiernan directamente el rendimiento de la corrosión.
| Elemento | Requisito, % | Función |
|---|---|---|
| Cobre (Cu) | 70.0-73.0 | Base de la solución alfa sólida; lleva calor y corriente |
| Estaño (Sn) | 0.9-1.2 | Fortalece la aleación y estabiliza la película protectora. |
| Arsénico (As) | 0.02-0.06 | Inhibidor de descincificación para aguas agresivas y contaminadas |
| Plomo (Pb) | 0,07 máx. | Límite de impureza |
| Hierro (Fe) | 0,06 máx. | Límite de impureza |
| Zinc (Zn) | Resto | Equilibra la composición |
Las propiedades físicas utilizadas en los cálculos de transferencia de calor-se enumeran a continuación.
| Propiedad | Métrico | Imperial |
|---|---|---|
| Densidad | 8,53 g/cm³ | 0,308 libras/pulg³ |
| Rango de fusión | 899-938 grados | 1650-1720 grados F |
| Conductividad térmica a 20 grados. | 109 W/(m·K) | 64 Btu·ft/(pies²·h· grados F) |
| Capacidad calorífica específica | 0,09 cal/(g·grado) a 20 grados | 0,09 Btu/(lb · grados F) a 70 grados F |
| Coeficiente medio de expansión térmica. | 20.2 × 10-6Por grado, 20-300 grados | 11.2 × 10-6por grado F, 70-570 grados F |
Requisitos mecánicos y temperamentos disponibles
En el templado recocido O61, que es la condición de entrega normal para el condensador y el tubo intercambiador de calor-, C44300 se especifica con una resistencia a la tracción mínima de 310 MPa (45 ksi) y un límite elástico mínimo de 105 MPa (15 ksi). Los temples estirados también se producen cuando se requiere mayor resistencia y mejor resistencia a la erosión del lado del agua. La especificación enumera cada código de templado junto con sus valores mínimos de tracción y rendimiento y la banda de tamaño de grano-correspondiente, de modo que el nivel de resistencia y el comportamiento de formación del tubo sigan siendo predecibles de un pedido a otro.
Los tubos se suministran en tramos rectos o curvados en U, se someten a pruebas de corrientes parásitas en toda su longitud y pasan una prueba de presión hidrostática o neumática antes del envío. Debido a que la aleación es monofásica, se trabaja en frío fácilmente y se puede expandir para formar placas tubulares sin dificultad.
Dónde se utiliza el tubo de latón Admiralty
Condensadores de superficie de vapor y calentadores de agua de alimentación en centrales térmicas
Intercambiadores de calor de carcasa-y-tubos, enfriadores de aceite e intercoolers de agua de mar y agua salobre
Trenes de transferencia de calor-tratamiento-de agua y desalinización
Circuitos de refrigeración de motores marinos, evaporadores y planta de destilación.
Conectores de tubo-de férula y condensador
Enfriadores de procesos en el sector del petróleo y el gas donde una aleación de cobre es aceptable para el flujo del proceso.
El grado se elige cuando la transferencia de calor del lado del agua- y el costo del material tienen más peso que la tolerancia de las velocidades de flujo más altas o de los condensados que contienen amoníaco-, condiciones para las cuales normalmente se prefieren las aleaciones de cobre-níquel.
Puntos de Selección, Instalación y Servicio
El latón del Almirantazgo funciona mejor en aguas limpias y aireadas, donde forma una fina película protectora de óxido que la adición de arsénico mantiene estable. Por lo tanto, la resistencia a la descincificación depende de que la aleación permanezca dentro del rango de composición especificado, y los tubos de origen incierto no deben sustituirse por materiales compatibles.
La aleación es sensible al amoníaco y a los compuestos de amonio, que pueden producir grietas por corrosión bajo tensión-en la región expandida del tubo. Se debe monitorear la química del condensado siempre que se use C44300 en servicio de vapor. El espesor de la pared, el espaciado de los deflectores y la disposición de los soportes deben seleccionarse de modo que la erosión tanto del lado del agua como del lado del vapor siga siendo aceptable: aumentar la velocidad del flujo mejora la transferencia de calor pero también acelera el ataque por impacto, especialmente en la entrada del tubo. Cuando el agua de mar está clorada o contaminada, una rutina de limpieza planificada y un programa inhibidor adecuado ayudan a preservar la película protectora.
Las uniones de tubo-con-placa tubular normalmente se hacen laminando hasta un grado controlado de reducción de la pared. Un ligero recocido de los extremos de los tubos reduce la tensión residual y mejora el comportamiento de rodadura, y la secuencia de laminación, soldadura del sello cuando se utilice y reentubado deben seguir el procedimiento escrito del fabricante del intercambiador.
Preguntas frecuentes
P: ¿Es el C44300 lo mismo que el latón naval?
El No. C44300 es latón del almirantazgo con arsénico con 70-73 % de cobre, 0,9-1,2 % de estaño y una pequeña adición de arsénico, mientras que el latón naval como el UNS C46400 es una aleación que contiene estaño 60/40 y se suministra principalmente en forma de barra y varilla. A menudo se confunden ambos porque ambos se utilizan en el servicio marítimo.
P: ¿Por qué se agrega arsénico al latón del Almirantazgo?
El arsénico al 0,02-0,06 % actúa como inhibidor de la descincificación. Mantiene intacta la película protectora de la superficie en aguas agresivas, contaminadas o de baja velocidad-donde las aleaciones simples de cobre y zinc perderían zinc selectivamente.
P: ¿Cuál es la diferencia entre ASTM B111 y ASME SB111?
Los dos son técnicamente idénticos en cuanto a requisitos. ASTM B111 es la especificación ASTM y SB111 es la designación utilizada cuando se solicita el mismo material para la construcción según el código ASME.
P: ¿Se puede soldar el tubo C44300?
La aleación se puede unir mediante soldadura fuerte y soldada sin dificultad, y la soldadura es posible con cuidado, pero los métodos preferidos en la construcción de intercambiadores son laminación, soldadura fuerte o soldadura de los extremos de los tubos a la placa de tubos. Se requieren procedimientos y metales de aportación adecuados porque el zinc se volatiliza a las temperaturas de soldadura.
P: ¿Qué temperamento se debe pedir para un condensador?
El templado recocido O61 es la opción estándar, ya que proporciona una resistencia a la tracción mínima de 310 MPa, un límite elástico mínimo de 105 MPa y la ductilidad necesaria para laminar y doblar en U-. Los temples estirados se ordenan sólo cuando la resistencia a la erosión justifica la pérdida de conformabilidad.
P: ¿Cuándo se debe elegir cobre-níquel en lugar de C44300?
Las aleaciones de cobre-níquel como UNS C70600 se prefieren cuando las velocidades del agua son altas, donde el agua está muy contaminada o contiene amoníaco y sulfuros, y donde se requieren intervalos más largos entre retubing. C44300 sigue siendo la opción económica para agua limpia, velocidades moderadas y funcionamiento normal del condensador.
