Tubes sans couture en laiton en aluminium d'échangeur de chaleur d'ASTM B111 UNS C68700

Qu'est-ce que le tube en laiton et aluminium ASTM B111 UNS C68700

ASTM B111, publiée en parallèle sous le nom d'ASME SB111, spécifie les tubes de condenseur et les ferrules sans soudure en cuivre et en alliage de cuivre-, et UNS C68700 est la qualité du laiton et de l'aluminium de cette famille. L'alliage contient 76 - 79 % de cuivre, 1.8 - 2.5 % d'aluminium et une trace contrôlée d'arsenic, le reste étant du zinc. Le laiton d'aluminium est l'alliage de référence des condenseurs à surface refroidie à l'eau de mer : au contact de l'eau de mer aérée, l'aluminium forme un film d'oxyde fin et tenace qui protège le métal en dessous, de sorte que le tube tolère des vitesses d'eau plus élevées et un écoulement plus turbulent que le laiton de l'Amirauté à base d'étain. L'ajout d'arsenic remplit la même fonction que dans le C44300 en inhibant la dézincification. Le tube sans soudure est produit à partir de billettes percées et extrudées, puis étiré à froid et recuit à l'état commandé pour le service du condenseur, de l'évaporateur et du distillateur.

Composition chimique de l'UNS C68700

Les limites ci-dessous sont celles spécifiées pour le C68700 dans ASTM B111 / ASME SB111. Le zinc constitue le reste de l'alliage, et le fer, le plomb et les autres résidus sont maintenus à un niveau bas afin que le film protecteur de surface reste uniforme.

Propriétés mécaniques et physiques

Les valeurs ci-dessous s'appliquent à l'état recuit dans lequel les tubes du condenseur sont normalement fournis. Des états de résistance plus élevés-sont disponibles pour les conceptions spéciales et sont spécifiés par rapport à la ligne de température de la norme.

Comparé au laiton Admiralty C44300, le laiton aluminium offre une résistance à la traction environ 10 % plus élevée ainsi qu'une résistance nettement meilleure aux attaques par impaction, ce qui est la raison pratique pour laquelle il est préféré dans les condenseurs traitant de l'eau de mer rapide et aérée.

Équivalents de qualité internationale

Les acheteurs travaillant selon différentes normes régionales peuvent faire correspondre l'alliage grâce au tableau d'équivalence ci-dessous. Les désignations décrivent la même famille d'alliages nominaux ; le document de contrôle d'une commande donnée doit toujours régir la composition et les tolérances.

Applications des tubes de condensateur en laiton et aluminium

Condenseurs de surface dans les centrales thermiques et nucléaires, où de grands volumes d'eau de mer sont pompés du côté des tubes.

Usines de dessalement flash et par osmose inverse à plusieurs étages, comprenant un réchauffeur de saumure et des faisceaux de tubes de distillateur.

Échangeurs de chaleur, refroidisseurs et condenseurs pour raffineries et pétrochimie.

Évaporateurs, viroles et raccords de tubes-feuilles dans les systèmes de refroidissement marins et offshore.

Échangeurs auxiliaires de bord, refroidisseurs d'huile lubrifiante et générateurs d'eau douce.

Guide de fabrication, de soudage et d’installation

Les tubes en laiton et aluminium sont normalement assemblés par laminage et évasement en plaques tubulaires ou par brasage, et le soudage par fusion est rarement utilisé car l'alliage est sensible à l'apport de chaleur. Lorsque le soudage est inévitable, un faible apport de chaleur, une température entre les passes contrôlée et l'élimination du film de surface riche en aluminium-au niveau de la zone de joint améliorent la solidité. Le travail à froid augmente la contrainte résiduelle qui entraîne la fissuration par corrosion sous contrainte dans les environnements ammoniacaux, c'est pourquoi les extrémités formées à froid doivent être recuites pour soulager les contraintes avant l'utilisation. Les tubes doivent être manipulés de manière à ce que le film d'oxyde de surface ne soit pas abrasé, car un tube rayé perd la protection contre l'érosion-corrosion qu'offre la teneur en aluminium. Pendant le stockage et l'installation, gardez les tubes secs et séparés de l'ammoniac ou des composés d'ammonium, et rincez le côté eau avant la mise en service pour éliminer les débris qui pourraient créer des turbulences et des piqûres locales.

FAQ

Q : Pourquoi de l'aluminium est-il ajouté à ce laiton ?
L'aluminium forme un film d'oxyde protecteur sur la surface du tube qui résiste aux impacts et à l'érosion-corrosion dans l'eau de mer rapide et aérée, condition de service qui détruit le laiton ordinaire.

Q : Quelle est la résistance à la traction recuite du C68700 ?
L'état recuit utilisé pour les tubes de condenseur est spécifié à une résistance à la traction minimale de 345 MPa (50 ksi) avec une limite d'élasticité minimale de 125 MPa (18 ksi).

Q : Le C68700 est-il meilleur que le C44300 dans l’eau de mer ?
Pour l'eau de mer à haute vitesse, turbulente ou aérée, oui : le film riche en aluminium-confère au laiton d'aluminium une meilleure résistance à l'érosion-à la corrosion, tandis que le laiton de l'Amirauté reste adapté à des vitesses modérées et à un coût inférieur.

Q : Quelle qualité européenne correspond au C68700 ?
La norme EN 12451 désigne l'alliage comme CuZn20Al2As, ce qui correspond à la norme ASTM B111 C68700 et à la nuance aluminium-laiton de la série JIS H3300.

Q : Comment les tubes en laiton et aluminium doivent-ils être assemblés ?
L'expansion des rouleaux dans les plaques tubulaires ou le brasage est une pratique courante. Le soudage par fusion nécessite un faible apport de chaleur et un nettoyage soigneux car l’alliage est sensible à une chaleur excessive.

Q : Qu’est-ce qui cause la défaillance prématurée des tubes en laiton et aluminium ?
L'ammoniac présent dans le condensat provoque des fissures par corrosion sous contrainte, l'abrasion du film protecteur provoque une attaque localisée et les débris ou l'eau stagnante créent des turbulences et des piqûres. Une bonne chimie de l’eau et une mise en service propre évitent ces trois problèmes.