היתרונות של לוחות נחושת במחלפי חום בהשוואה לחומרים אחרים

מדוע לוחות נחושת מתפקדים היטב במחלפי חום

לוחות נחושת משמשים במחליפי חום כמו יריעות צינורות, סלילי צלחות, צלחות מחליפי חותמות ומלאי סנפירים מכיוון שנחושת עושה שילוב של עבודות בבת אחת: היא מוליכה חום מהר יותר כמעט מכל מתכת הנדסית נפוצה אחרת, היא עמידה בפני קורוזיה במים ובנוזלי תהליך רבים, היא נשארת רקיעה מספיק כדי להיווצר ולהתרחב, והיא סובלת את ההתנעה של{0} לכבות- מבלי להיסדק.

הסעיפים להלן משווים נחושת עם שאר החומרים הנחשבים בדרך כלל עבור לוחות ויריעות מחליף, וקובעים את מגבלות השירות שעל מעצבים לכבד.

מוליכות תרמית בהשוואה לחומרים אחרים

באותם תנאים ובאותו עובי דופן, לוחית נחושת מעבירה אפוא חום מצד אחד לצד השני הרבה יותר מהר מאלומיניום, פלדת פחמן או נירוסטה, מה שמוריד את ההתנגדות התרמית של הקיר ומקטין את שטח הפנים הדרוש לעבודה נתונה. לחלופין, עבור אזור קבוע, מחליף הנחושת פועל עם הפרש טמפרטורות קטן יותר בין הזרמים החמים והקרים, שהוא בעל ערך ביישומי קירור, מיזוג אוויר ויישומי שחזור חום-נמוכים שבהם הפרש טמפרטורת הנסיעה קטן.

התנהגות קורוזיה ומגבלות שירות

בסביבות קורוזיביות כמו אלו המצויות במפעלי כימיקלים ותרופות, נחושת יוצרת סרט תחמוצת צפוף ונצמד שמאט את התקיפה נוספת על ידי המדיום התהליך ומאריך את חיי השירות של המחליף. לוח נחושת מתפקד היטב גם במים מתוקים, ברוב התמיסות המימיות הנייטרליות ובמעגלי העיבוי והקירור של מערכות קירור.

נחושת אינה אוניברסלית, וכדאי לציין את הגבולות בצורה ברורה. נחושת מותקפת על ידי תרכובות אמוניה ואמוניום, שעלולות לגרום לסדיקת מתח-מהירה בקורוזיה של צלחת לחוצה, לכן אין להשתמש במחליפי נחושת היכן שיש אמוניה, אמוניום הידרוקסיד או חומרי ניקוי אמוניאקליים. נחושת אינה מתאימה גם לחומצות המחמצנות חזק, לזרמים הנושאים גופרית- ולמגע עם כספית. היכן שמהירות המים גבוהה או היכן שהאוויר נלקח, לוח הנחושת עלול לסבול מהתקפת פגיעה, במיוחד באזורי הכניסה וסביב קצוות הבלבול, ולכן יש לשלוט במהירויות הכניסה ובחלוקת הזרימה. מעל ל-200 מעלות לערך, הלחץ התכנוני המותר של נחושת מחושלת יורד בחדות, ותפקידי טמפרטורה- גבוהים בדרך כלל משרתים טוב יותר על ידי פלדה או נירוסטה.

שיקולי חוזק, ייצור ועיצוב

לצלחת נחושת חוזק בינוני וגמישות גבוהה. החוזק והקשיות הגבוהים יחסית של נחושת מוקשה- מאפשרים לה לעמוד בלחצים ובעומסים המכניים של שירות מחליף מבלי להתעוות בקלות, מה שחשוב מכיוון שמחליפים חייבים לספוג תנודות לחץ ואת ההתרחבות וההתכווצות התרמית של כל מחזור פעולה תוך שמירה על יציבות הצינור-ל-יציבות חיבורי יריעת הצינור של היחידה.

נחושת גם מעבדת היטב. ניתן לגלגל אותו לסובלנות עובי הדוקה, להרוס אותו ולהטביע אותו בגיאומטריות של לוחות מורכבות, ללחוץ לדפוסי סנפיר ולצלחות וליצור סלילים וכותרות. ריתוך, הלחמה והלחמה משמשים כולם; נחושת-ל-חיבורי נחושת מולחמים בדרך כלל עם מילוי נחושת-זרחן, בעוד שחיבורי נחושת לפלדה זקוקים לשילוב חומר מילוי ושטף המתאים למתכות השונות. מכיוון שעבודת נחושת מתקשה, יש לתכנן פעולות גיבוש חמורות עם חישול ביניים, ולהזמין צלחת ליריעות צינור במזג ששומר על חומר הרצועה גמיש מספיק להרחבת רולר.

אספקה ​​סטנדרטית ללוח ויריעה מחליף כולל נחושת C11000 אלקטרוליטית קשיחה, נחושת נטולת חמצן C10200-נחושת C12200 נטולת חמצון זרחנית גבוהה, בעוביים מגיליון דק ועד לצלחת כבדה ובטווח של מזג אוויר. מוצרי נחושת וסגסוגת נחושת מגולגלים שטוחים למטרות כלליות מכוסים על ידי ASTM B152/B152M ועל ידי GB/T 2040 ו-EN 1652 עבור לוחות בדרגות ובמזגמות המתאימות.

יישומים

מחליפי צינורות-ו-מעטפת: יריעות צינורות נחושת, צלחות תמיכה ומכשולים, בדרך כלל בשילוב עם צינורות ניקל נחושת או נחושת{{2}.

מחליפי חום צלחות ויחידות צלחות מולחמות: צלחות מוחתמות, ורדיד נחושת וגיליון המשמשים כתווך הלחמה במכלולים מולחמים.

קירור ומיזוג אוויר: סלילי לוחות, פנימיות מצבר ומקלט, ומלאי סנפירים לסלילים.

תעשייה ובנייה: לוחות העברת חום לבריכות והסקה מחוזית, סלילי מיכלים ומסוט חשמלי שבו פלטת נחושת משמשת כמוליך ומפזר חום.

ימית וימי ים: לוח למערכות מי ים שבהן הסיכון לפיצוח כלוריד-של פלדת אל-חלד אוסטניטית אינו מקובל והחובה מחייבת סגסוגת נחושת.

מלכודות נפוצות ונקודות בדיקה

רוב הכשלים של לוחות נחושת במחליפים נובעים מתכנון וביצוע ולא מהחומר עצמו: לוח שהוזמנה במזג שגוי להיווצרות או התרחבות, פינות פנימיות חדות שמרכזות מתח, תהליכי ריתוך או הלחמה המחממים יתר על המידה את מתכת האב, חיבורי מתכת לא דומים שנותרו ללא הגנה מפני קורוזיה גלוונית, ומשטרי ניקוי שמשתמשים בחומרים כימיים אמוניים חזק. בחירת דרגת הצלחת כדי להתאים לנוזל התהליך, ציון המזג תוך התחשבות בנתיב הייצור, ושמירה על כימיה ומהירות המים בתוך מעטפת העיצוב תמנע את רוב הבעיות הללו.

בדיקה של צלחת נכנסת מכסה בדרך כלל אימות של דרגות וחום-, ניתוח כימי, בדיקת מתיחה עבור המזג המוסדר, מדידת עובי ושטיחות, בדיקות קוליות או חזותיות של למינציות וסדקי קצוות, ובדיקת גודל גרגר- היכן הצלחת תיווצר לאחר מכן. עבור יריעות צינור, הוסף בדיקת קשיות כדי לאשר יכולת הרחבה ובדיקת מימדים של גובה הצינור-, קוטר ורוחב הרצועות.

שאלות נפוצות

ש: כמה טוב יותר נחושת מאלומיניום במחליף חום?
המוליכות התרמית של נחושת היא כ-386 W/(m·K) לעומת כ-237 W/(m·K) עבור אלומיניום, כך שנחושת מעבירה חום מהר יותר באופן ניכר וצריכה פחות שטח פנים לאותה משימה. האלומיניום נשאר אטרקטיבי כאשר המשקל או העלות הראשונה שולטים והנוזל תואם.

ש: האם ניתן להשתמש בלוחות נחושת במפעלים כימיים?
כן, בתפקידים כימיים ותרופות רבים שבהם נחושת יוצרת סרט תחמוצת מגן ומתנגדת למדיום התהליך. אין להשתמש בהם עם אמוניה, תרכובות אמוניום, חומצות מחמצנות חזקות או זרמים הנושאים סולפיד-, התוקפים נחושת במהירות.

ש: באיזו כיתה של צלחת נחושת משתמשים ביריעות שפופרות?
C11000 נחושת אלקטרוליטית קשיחה, נחושת נטולת חמצן-C10200 ונחושת גבוהה בזרחן משוחררת חמצון C12200 הן האפשרויות הרגילות. הציון והמזג נבחרים מתוך נוזל התהליך, שיטת ההרחבה או הריתוך המשמשת לחיבורי הצינור ולחץ התכנון.

ש: האם לוח נחושת מתאים למחליפי חום של לוחות מולחמים?
כֵּן. מחליפי צלחות מולחמים בנויים מלוחות אל חלד מוטבעים או אחרים המחוברים לחומר הלחמת נחושת או סגסוגת נחושת, ויריעות נחושת ונייר כסף משמשים גם ללוחות העברת החום עצמם ביחידות שתוכננו במיוחד. הגורם המגביל הוא בדרך כלל התאימות של נחושת לנוזל התהליך.

ש: איזו מגבלת טמפרטורה חלה על מחליפי צלחות נחושת?
נחושת שומרת על גמישות טובה בטווח טמפרטורות רחב, אך הלחץ העיצובי המותר של נחושת מחושלת יורד בצורה תלולה מעל 200 מעלות בערך, והחומר מתרכך. פעולות בטמפרטורה גבוהה- מטופלות בדרך כלל על ידי פלדה או נירוסטה במקום זאת.

ש: כיצד יש לנקות צלחת נחושת בשירות?
השתמש בכימיקלים לניקוי התואמים לנחושת והימנע מתכשירים המבוססים על אמוניה ואמוניום-. ניקוי מכני לא אמור לקלוע למשטח הלוח, ויש לבדוק את הליך הניקוי מול הנחיות יצרן המחליף ומפרט דרגת הלוח.