Cupronickel råvaror, smältformler och bearbetning

Vad vit koppar egentligen är

Vit koppar, eller cupronickel, är en kopparlegering där nickel är den huvudsakliga tillsatsen. En binär koppar-nickellegering kallas enkel kupronickel, och kvaliteter som också innehåller järn, mangan eller zink är komplex kupronickel. Metallen har ett silvervitt utseende, bra motståndskraft mot havsvatten och mot spänningskorrosion, och ett stabilt elektriskt motstånd, vilket är anledningen till att den görs till rör, stav, plåt, remsa, folie och tråd istället för att säljas endast som göt.

Den vanliga missuppfattningen att reda ut först är att vit koppar inte är en mässing. Mässing är koppar plus zink; cupronickel är koppar plus nickel, och dess zinkhalt är låg eller saknas. Att blanda de två familjerna i en laddning är ett av de snabbaste sätten att tappa värme, eftersom zink höjer ångtrycket i smältan och ändrar både korrosionsbeteendet och färgen på den färdiga produkten.

Råvaror och laddningssammansättning

Beteckningarna för bearbetning av kupronickel och deras kemiska sammansättning är fastställda av GB/T 5231 för den kinesiska marknaden, med 10 % nickelkvalitet och 30 % nickelkvalitet som de två volymer som dominerar rör- och plåtproduktion. Produktstandarder styr sedan dimensioner och mekaniska egenskaper: GB/T 1527 och EN 12449 för rör, ASTM B111 och ASTM B466 för kondensor och rörrör, och ASTM B122 för plåt, plåt och remsa.

Doseringsregler som håller värmen inom specifikationen

Ställ in avgiften så att den valda råvarukvaliteten är lika med eller något bättre än den färdiga produktkvaliteten; Späd aldrig en specifikation med lager av lägre kvalitet.

För dyra element som nickel, sikta på den mellersta till lägre halvan av standardintervallet, eftersom topp-av-tillskott kostar pengar utan att öka servicevärdet.

Tillåt elementförlust under smältning. Nickel och koppar är stabila, men mangan och zink är det inte, så avgiften beräknas med hänsyn till oxidation, förångning och slaggförlust.

Tillsätt eldfasta, flyktiga eller lätt oxiderade beståndsdelar som masterlegeringar före den slutliga smältan; nickel, järn och mangan tillsätts på detta sätt snarare än som rena metaller.

Matcha ny metall med returer medvetet: primära returer, sekundära returer och små eller stora skrot är proportionerade så att smältan förblir konsekvent från värme till värme.

Batchkomplexa legeringar värmer genom värme och väger varje beståndsdel, inklusive masterlegeringarna. Prova-och-felladdning dyker upp senare som variation i rörväggtjocklek och konduktivitet.

Smält-, gjut- och bearbetningsväg

Smältan skyddas med torrt kol eller flussmedel eftersom både koppar och nickel oxiderar, och nickeloxid är mycket svårt att reducera när den väl är i badet. Deoxidation utförs med mangan eller en kontrollerad magnesiumtillsats, aldrig med fosfor, eftersom restfosfor skadar svetsbarheten och legeringens prestanda i havsvatten. Hälltemperaturen är inställd till en måttlig mängd över likvidusen för kvaliteten; för hög överhettning ökar gasupptagningen och kornens förgrovning, medan för lite överhettning orsakar felkörningar i tunna -väggiga rörämnen.

Efter gjutning är bearbetningsvägen till färdig produkt konventionell för kopparlegeringar: varmbearbetning av den gjutna plattan eller ämnet, glödgning, kallvalsning eller kalldragning med mellanglödgning och en slutglödgning eller härdningsvals som fixerar de mekaniska egenskaperna och kornstorleken. Röret för värmeväxlare är färdigt i glödgat temperament för böjning, sedan virvelströmtestas- över hela sin längd och trycktestas före packning. Remsan och plåten glödgas till angivet temperament och inspekteras för ytdefekter, eftersom kupronickel är oförlåtande mot inneslutningar och rullas in-i oxid som senare blir läckagevägar.

Kvalitetskontroll och vanliga defekter

De defekter som oftast kostar en kopparnickelproducent mycket är gasporositet, oxidinneslutningar och kemidrift i mangan och järn. Alla tre styrs i smältstadiet, så arbetsmetoden är uppbyggd kring smältskydd, verifierade laddningsvikter och en spektrografisk analys tagen före gjutning snarare än efter gjutning. En värme som ligger utanför intervallet på nickel eller järn kan inte korrigeras efter stelning till acceptabel kostnad.

Utsläppstestning för en cupronickel-order kombinerar vanligtvis en kemisk analys från värmen, dragprovning i det angivna temperamentet, bestämning av kornstorlek, virvelströmsundersökning och ett trycktest för provning av rör, utvidgning eller tillplattadhet där produktstandarden kräver det, och dimensionsinspektion. Certifikat utfärdas enligt EN 10204 typ 3.1 med ett värmenummer som följer materialet fram till den färdiga bunten, vilket gör att en trasig del kan spåras tillbaka till en specifik gjutning och smälta.

Vanliga frågor

F: Är vit koppar detsamma som mässing?

S: Nej. Vit koppar är en koppar-nickellegering, där nickel är den huvudsakliga tillsatsen; mässing är en koppar-zinklegering. De två familjerna har olika färg, korrosionsbeteende och smältpraxis, och deras laddningar måste hållas åtskilda.

F: Vilken standard fixar cupronickelsammansättningen?

S: GB/T 5231 anger beteckningarna och den kemiska sammansättningen av bearbetade koppar- och kopparlegeringskvaliteter, medan produktstandarder som GB/T 1527, ASTM B111, ASTM B466 och ASTM B122 anger dimensioner, härdning och mekaniska krav för rör, rör, plåt och band.

F: Varför används inte fosfor för deoxidation i kupronickel?

S: Kvarvarande fosfor skadar svetsbarheten och havsvattnets prestanda. Mangan eller en kontrollerad magnesiumtillsats används istället, tillsammans med ett skyddshölje som begränsar syreupptagningen i första hand.

F: Vilken är den största risken när man köper cupronickelskrot för omsmältning?

S: Korskontamination med mässing eller brons. Zink och bly kommer in i smältan och kan inte avlägsnas till rimlig kostnad, så köpt skrot måste sorteras efter kvalitet och verifieras genom analys innan det laddas.

F: Hur levereras kupronickelrör för värmeväxlarservice?

S: I det glödgade temperamentet för böjning och rullning till rörplattor, med full-virvelströmsundersökning-, ett hydrostatiskt eller pneumatiskt trycktest, dimensionsregistreringar och ofta som U-böjda buntar med värmenummer markerade per bunt.

F: Kan cupronickel svetsas och tillverkas på plats?

S: Ja, med matchande tillsatsmetall och kontrollerad värmetillförsel, men fogområdet ska förbli rent och-passningen tätt. Kvarvarande fosfor och svavel i basmetallen är de främsta anledningarna till att en svets kan misslyckas i havsvattenservice.