ASTM B111 C70600 pour les échangeurs de chaleur refroidis à l'eau de mer

C70600 résiste à la corrosion par l'eau de mer, prévient le bio-encrassement et coûte moins cher que les alliages exotiques.Trois raisons motivent ce choix.

Premièrement, la résistance à la corrosion.Le C70600 forme un film protecteur d'oxyde de nickel et de fer dans l'eau de mer. Ce film se répare automatiquement s'il est endommagé. Le taux de corrosion uniforme est de 0,025 mm/an ou moins. Pas de piqûres, pas de fissures.

Deuxièmement, la prévention de l’encrassement biologique.Les ions cuivre se libèrent lentement de la surface du tube. Les balanes, les moules et les algues ne s'attacheront pas. Aucun autre matériau de tube courant ne permet cela naturellement.

Troisièmement, un coût raisonnable.Le C70600 se situe entre l'acier au carbone (bon marché mais échoue rapidement) et le titane (excellent mais cher). Pour la plupart des échangeurs de chaleur à eau de mer, le C70600 constitue le meilleur rapport qualité-prix.

BWG 18 (1,24 mm) et BWG 16 (1,65 mm) sont les deux épaisseurs de paroi les plus courantes pour les tubes d'échangeur de chaleur C70600.Le choix dépend de l'agressivité et de la pression de l'eau de mer.

Sélection typique du BWG par application :

Règle générale :Paroi plus fine (BWG 18) pour un meilleur transfert de chaleur. Paroi plus épaisse (BWG 16) pour une pression plus élevée ou une tolérance de corrosion plus longue.

Le C70600 bat le cuivre et le laiton dans l'eau de mer. Il perd face au titane en service à haute vitesse ou à haute température.Mais le titane coûte 3 à 5 fois plus cher. Voici comment le C70600 se compare.

Tableau comparatif des échangeurs de chaleur refroidis à l'eau de mer :

Pour les échangeurs thermiques à eau de mer normaux, le C70600 est la norme éprouvée. Ne pas rétrograder au laiton aluminium ou au 316L. Ne passez pas au titane, sauf si vous en avez besoin.

Restez en dessous de 2,5 m/s et 60 degrés pour un service à long terme de l'échangeur de chaleur C70600.Ce sont les deux limites strictes.

Limite de vitesse expliquée :

En dessous de 1,5 m/s : film protecteur sûr et stable

1,5 à 2,5 m/s : acceptable pour un service continu

Au-dessus de 2,5 m/s : le risque de corrosion par impaction augmente

Au-dessus de 3,0 m/s : ne pas utiliser le C70600

Limite de température expliquée :

En dessous de 40 degrés : excellent taux de corrosion le plus bas

40 à 60 degrés : acceptable, surveiller régulièrement

Au-dessus de 60 degrés : le taux de corrosion s'accélère fortement

Au-dessus de 80 degrés : ne pas utiliser le C70600

Les tubes C70600 durent généralement 20 à 30 ans dans des échangeurs thermiques à eau de mer correctement conçus.Le film protecteur reste stable. Le taux de corrosion est prévisible. Moins de 1 % des tubes tombent en panne au cours de la première décennie.

Le C70600 coûte environ 30 à 50 % de plus que le cuivre ou le laiton, mais 70 à 80 % de moins que le titane.Voici une comparaison approximative des prix par kg.

Les matériaux moins chers (cuivre, laiton, 316L) échouent dans l'eau de mer. Le coût de remplacement dépasse les économies.

Le C70600 fonctionne et coûte raisonnablement.

Le titane fonctionne parfaitement mais coûte beaucoup plus cher. Spécifiez le titane uniquement si la vitesse dépasse 4 m/s, la température dépasse 80 degrés ou si du sable est présent.

Utilisez le C70600 pour la plupart des échangeurs de chaleur à eau de mer. Passez au C71500 uniquement lorsque la vitesse dépasse 2,5 m/s ou que la température dépasse 60 degrés.

Q1 : Pourquoi le C70600 est-il utilisé pour les échangeurs de chaleur à eau de mer ?

Le C70600 offre trois avantages clés pour les échangeurs de chaleur à eau de mer.Premièrement, il résiste à la corrosion de l’eau de mer grâce à un film d’oxyde auto-réparateur. Deuxièmement, il prévient l’encrassement biologique car les ions cuivre tuent les balanes et les algues. Troisièmement, il coûte beaucoup moins cher que le titane et dure 20 à 30 ans. Aucun autre matériau de tube ne combine les trois avantages à ce niveau de prix.

Q2 : Quel BWG est le plus courant pour les tubes de condenseur C70600 ?

BWG 18 (paroi de 1,24 mm) est l'épaisseur la plus courante pour les tubes de condenseur C70600.Les centrales électriques et les navires utilisent le BWG 18 pour la plupart des applications. BWG 16 (paroi de 1,65 mm) est utilisé pour une pression plus élevée ou lorsqu'une tolérance supplémentaire à la corrosion est nécessaire. Des parois plus épaisses réduisent le transfert de chaleur, c'est pourquoi les ingénieurs spécifient la paroi la plus fine qui offre encore une marge de sécurité.

Q3 : Le C70600 peut-il être utilisé pour les évaporateurs ?

Oui, le C70600 fonctionne bien dans les évaporateurs, pas seulement dans les condenseurs.Attention cependant à la température. Les évaporateurs chauffent souvent plus que les condenseurs. Maintenez la température en dessous de 60 degrés pour le C70600. Au-dessus, passez à C71500. Vérifiez également l'écoulement biphasique (eau plus vapeur) qui peut provoquer une érosion même à des vitesses modérées.

Q4 : Comment enrouler les tubes C70600 dans une plaque tubulaire ?

Les tubes C70600 sont expansés en plaques tubulaires à l'aide d'un expanseur roulant.Le processus est similaire à celui des autres alliages de cuivre. Utilisez de l'huile légère comme lubrifiant. Roulez jusqu'à ce que la paroi du tube soit fermement appuyée contre le trou du tube. Ne roulez pas trop. Le C70600 recuit (température O60) est facile à développer. Le C70600 étiré dur ne doit pas être utilisé pour les plaques tubulaires car il pourrait se fissurer.

Q5 : Quel est le facteur d’encrassement typique du C70600 ?

Le C70600 a un faible facteur d'encrassement car il résiste à la croissance biologique.Pour la conception de l'échangeur de chaleur, un facteur d'encrassement de 0,0002 à 0,0005 m²·K/W est typique pour le C70600 dans l'eau de mer. C'est nettement inférieur à celui de l'acier au carbone (0,001-0,002) ou de l'acier inoxydable (0,0005-0,001). Un facteur d'encrassement inférieur signifie un échangeur de chaleur plus petit pour le même service.

Q6 : Combien de temps durent les tubes de l'échangeur de chaleur C70600 ?

20 à 30 ans est typique pour les échangeurs de chaleur C70600 bien conçus.Le film protecteur maintient le taux de corrosion en dessous de 0,025 mm/an. À ce rythme, un tube BWG 18 de 1,24 mm met 40 à 50 ans pour perdre la moitié de son épaisseur de paroi. En pratique, d'autres facteurs comme l'érosion à l'entrée ou les problèmes de démarrage provoquent une défaillance avant la corrosion uniforme. Pourtant, 20 à 30 ans, c’est excellent.

Q7 : Les tubes C70600 peuvent-ils être remplacés individuellement ?

Oui, les tubes C70600 individuels peuvent être retirés et remplacés sans retuber l'ensemble du faisceau.Vous coupez le tube au ras de la plaque tubulaire aux deux extrémités, vous le divisez avec un extracteur de tube, vous le retirez et vous enroulez un nouveau tube dans les mêmes trous. Il s’agit d’une pratique courante. Conservez les tubes de rechange pour cette raison.

Q8 : Que se passe-t-il si la vitesse de l'eau de mer est trop faible dans un échangeur de chaleur ?

Les sédiments se déposent et les débris s'accumulent lorsque la vitesse descend en dessous de 0,5 à 1,0 m/s.C'est une stagnation. Les débris sous les dépôts peuvent créer une corrosion localisée. Certaines croissances marines peuvent également s'attacher à une vitesse très faible. Maintenir au moins 1,0 à 1,5 m/s dans les tubes C70600 pendant le fonctionnement. Si la vitesse doit être inférieure, augmentez la fréquence des inspections.

Q9 : Le C70600 nécessite-t-il de l’eau de mer côté tube ou côté coque ?

L'eau de mer doit toujours passer par le côté tube, et non par le côté coque, lors de l'utilisation du C70600.Le flux latéral du tube permet un nettoyage plus facile, un meilleur contrôle de la vitesse et une inspection plus simple. L'eau de mer côté coque avec des tubes en cuivre-nickel est rare et déconseillée. Mettez de l'eau de mer à l'intérieur des tubes. Mettez de l'eau de refroidissement ou du réfrigérant du côté de la coque.

Q10 : Quelle est la longueur maximale des tubes pour les échangeurs de chaleur C70600 ?

15 mètres (environ 49 pieds) est le maximum pratique pour les tubes C70600 sans supports.Les tubes plus longs risquent de s'affaisser et de vibrer. Pour les faisceaux plus longs, ajoutez des supports de tubes intermédiaires. La longueur du tube n'est pas limitée par le matériau C70600 mais par la conception mécanique. Certaines centrales électriques utilisent des tubes de 20 à 25 mètres avec plusieurs plaques de support.

Q11 : Puis-je utiliser le C70600 pour les échangeurs de chaleur à calandre et à tubes ?

Oui, le C70600 est très courant dans les échangeurs de chaleur à calandre et à tubes.En fait, la plupart des échangeurs de chaleur à calandre refroidis à l'eau de mer utilisent des tubes C70600 ou C71500. Le matériau de la coque est généralement de l'acier au carbone, du laiton naval ou du cuivre-nickel selon le côté eau de mer. Les plaques tubulaires sont souvent en laiton naval ou en cuivre-nickel pour correspondre au matériau du tube.

Q12 : Comment le C70600 se compare-t-il au titane pour les échangeurs de chaleur ?

Le titane dure plus longtemps mais coûte 3 à 5 fois plus cher. C70600 est le choix de valeur pour des conditions normales. Titanium resists all forms of seawater corrosion, even at high velocity and high temperature. It also does not biofoul. However, titanium is expensive and harder to roll into tube sheets. Use titanium for very aggressive jobs (sand, high velocity >4 m/s, temperature >80 degrés). Utilisez le C70600 pour tout le reste.

Chaque lot de tubes subit 5 contrôles avant expédition :

Chimie→ Le spectromètre confirme Ni 9-11%, Fe 1,0-1,8% (ASTM E1473)

Force→ Tirer le test jusqu'à la rupture. Doit atteindre 310 MPa minimum (ASTM E8)

Défauts→ Une sonde à courants de Foucault traverse chaque tube. Tout signal=rejeté (ASTM E243)

Ductilité→ Aplatir un anneau sur un mur 3x. Aucune fissure autorisée (ASTM B968)

Fuites→ Pression hydrostatique 3 000 psi, maintenir pendant 10 secondes (ASTM B111)

Vous recevez un rapport de test d'usine avec chaque commande. Inspection tierce (SGS, BV, Lloyds) disponible.

Bouchons en plastique aux deux extrémités

Papier VCI entre les couches de tubes

Film rétractable autour de chaque paquet

Cerclage en acier pour sécuriser le paquet

Caisse en bois pour petites longueurs coupées ou tailles fragiles

Faisceau acier + palette bois pour tubes standards 6-12m

Étiquette étanche avec grade, OD, mur, numéro de chaleur, quantité

De la matière première au tube fini dans une seule usine :

Fusion(3 fours de 5 tonnes chacun) → transforme le cuivre + le nickel + le fer en alliage liquide

Fonderie(2 lignes) → verse le liquide dans une billette solide, de 80 à 220 mm de diamètre

Extrusion(Presse de 3 500 tonnes) → poinçonne la billette dans une coque de tube creux

Étirage à froid(8 bancs) → tire la coque à travers les matrices pour rétrécir le diamètre extérieur et le mur

Recuit(4 fours) → chauffe le tube à 600 degrés pour le ramollir après l'étirage

Lissage et coupe(3 lignes) → rend le tube droit et le coupe à longueur

Essai(2 machines à courants de Foucault) → contrôle à 100%

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