سیستم تبرید: چگونه لوله های مسی را انتخاب و طراحی کنیم؟

با ترکیب مواد

لوله‌های مسی را می‌توان به لوله‌های مس خالص (TP2)، لوله‌های برنجی (H62/H65/H68)، لوله‌های برنزی (QSn6.5-0.1) و لوله‌های مسی نیکل (آلیاژ Ni-Cu) طبقه‌بندی کرد. در این میان، لوله‌های مسی خالص بهترین هدایت حرارتی را دارند اما نسبتاً گران هستند. لوله های برنجی دارای استحکام بالا اما هدایت حرارتی کم هستند. لوله های برنزی و مسی نیکل مقاومت در برابر خوردگی خوبی دارند اما کارایی ضعیفی دارند.

با فرآیند تولید

لوله‌های مسی را می‌توان به -لوله‌های مسی آزاد اکسیژن، لوله‌های مسی حاوی اکسیژن-و لوله‌های مسی شیاردار داخلی- طبقه‌بندی کرد. لوله‌های مسی آزاد{4}}اکسیژن خلوص بالایی دارند و عموماً برای ساخت لوله‌های مویین و سایر اجزای دقیق استفاده می‌شوند. لوله‌های حاوی اکسیژن{5}}دارای استحکام و سختی متوسط، جوش‌پذیری خوب هستند و اغلب به عنوان لوله‌های اتصال استفاده می‌شوند. لوله‌های مسی شیاردار داخلی- دارای شیارهایی در دیواره داخلی هستند که تأثیرات انتقال حرارت را افزایش می‌دهند.

با سختی

لوله‌های مسی را می‌توان به سه نوع طبقه‌بندی کرد: مزاج نرم (مزاج O)، مزاج نیمه{0}}سخت (1/2H) و مزاج سخت (مزاج H). لوله های مسی O نرم هستند و دارای انعطاف پذیری و شکل پذیری خوب هستند اما مقاومت کمی دارند. لوله های مسی H دارای استحکام و سختی بالا هستند اما انعطاف پذیری ضعیفی دارند. لوله های مسی 1/2H دارای استحکام و انعطاف پذیری متوسط، با کارایی خوب هستند و اولین انتخاب برای خطوط لوله تبرید هستند.

الزامات مواد

سیستم های تبرید بیشتر از لوله های مسی خالص با دمای ۱/۲ ساعت (TP2M) استفاده می کنند. ترکیب شیمیایی آن باید با مقررات GB/T 17505-2010 مطابقت داشته باشد:
Cu+Ag بزرگتر یا مساوی 99.90%
0.015% کمتر یا مساوی P کمتر یا مساوی 0.040%
محتوای عناصر ناخالصی باید مطابق با موارد زیر باشد: Bi کمتر یا مساوی 0.001٪، Sb کمتر یا مساوی 0.002٪، کمتر یا مساوی 0.002٪، Fe کمتر یا مساوی 0.005٪، سرب کمتر یا مساوی 0.005٪، S کمتر از یا مساوی 0.0٪، S کمتر یا مساوی 0.0٪، یا مساوی Z. 0.005٪، Ni کمتر یا مساوی 0.002٪، Sn کمتر یا مساوی 0.002٪.

خواص مکانیکی

خواص مکانیکی لوله‌های مسی خالص با دمای ۱/۲ ساعت باید شرایط زیر را برآورده کند:
استحکام کششی Rm بیشتر یا برابر با 295 مگاپاسکال
قدرت تسلیم Rp0.2 بیشتر یا برابر با 255 مگاپاسکال
کشیدگی بعد از شکستگی A بیشتر یا مساوی 3 درصد

روش کد مخزن تحت فشار
با توجه به کد مخزن تحت فشار ASME، حداقل ضخامت دیواره لوله‌های مسی تحت فشار داخلی را می‌توان با فرمول زیر محاسبه کرد[7]: t=PD/(2S{3}}P) که در آن: t - حداقل ضخامت دیواره (mm)، P - فشار طراحی (MPa)، D - قطر بیرونی لوله (میلیمتر) در نظر گرفته می‌شود، S {{MPa تنش عمومی برای لوله (میلیمتر)}. 1/3 ~ 1/4 قدرت تسلیم لوله مسی.

روش هیدرولیک

با در نظر گرفتن افت فشار در طول جریان سیال، ضخامت دیواره لوله مسی نیز باید شرایط استحکام هیدرولیک را برآورده کند[8]: t=D·(3ξρv^2/8σ[s])^0.5 که در آن: ξ - ضریب مقاومت اصطکاک، مربوط به عدد رینولدز و زبری نسبی است. ρ - چگالی مبرد (kg/m³); v - سرعت جریان مبرد (m/s); σ[s] - تنش برشی مجاز لوله مسی (MPa)، به عنوان 1/3 مقاومت تسلیم در نظر گرفته می شود.

روش خستگی ارتعاشی
لوله‌های مسی در سیستم‌های تبرید اغلب تنش‌های متناوب را تحمل می‌کنند و باید از نظر استحکام خستگی ناشی از ارتعاش تأیید شوند. σ[-1] - حد خستگی مواد لوله مسی (MPa)، در نظر گرفته شده به عنوان 0.4-0.5 از استحکام تسلیم، Nf - عمر خستگی (چرخه)، m - شاخص مقاومت خستگی، در نظر گرفته شده به عنوان 3-4، [σ] - تنش متناوب مجاز (MPa)، استحکام تسلیم 0.6 ~ 0.6 در نظر گرفته شده است. بنابراین، حداقل ضخامت دیوار مورد نیاز را می توان تخمین زد. برای اطمینان از ایمنی و قابلیت اطمینان لوله های مسی در دمای بالا، فشار بالا و ارتعاش، طراحی به طور کلی باید ضخامت اسمی دیواره را طبق سه روش ذکر شده محاسبه و حداکثر مقدار را از بین آنها انتخاب کند.

انتخاب و طراحی لوله های مسی برای سیستم های تبرید یک پروژه سیستماتیک است که نیازمند در نظر گرفتن همه جانبه مواد، پردازش، اتصال، نصب و عوامل استفاده است. در طول طراحی، مواد، وضعیت و مشخصات لوله مسی باید به طور منطقی بر اساس ظرفیت خنک کننده سیستم، محیط کار، دما و پارامترهای فشار انتخاب شود. تعیین ضخامت دیواره لوله مسی نیازمند بررسی های محاسباتی از جنبه های ظرفیت تحمل فشار، مقاومت سیال و خستگی ارتعاشی برای اطمینان از ایمنی، قابلیت اطمینان و کارایی اقتصادی سیستم است.

 

 

چرا محصولات ما را انتخاب کنید

ما یک تولید کننده و صادر کننده پیشرو هستیم که در طیف گسترده ای از محصولات مسی با کیفیت{0}بالا، از جمله لوله های مسی، صفحات/ورق های مسی، میله های مسی، میله های مسی، سیم های مسی، و نوارهای مسی تخصص داریم. تاسیسات تولیدی پیشرفته ما مجهز به---خطوط ریخته‌گری پیوسته، پرس‌های اکستروژن، آسیاب‌های نورد سرد و ماشین‌های کشش هستند تا از دقت و ثبات اطمینان حاصل شود. کنترل کیفیت دقیق جزء فرآیند ما است که از طریق طیف‌سنج‌ها برای تأیید مواد، آزمایش‌کننده‌های کششی، آزمایش‌کننده‌های جریان گردابی و آزمایش‌کننده‌های فشار هیدرواستاتیک انجام می‌شود و تضمین می‌کند که همه محصولات ما استانداردهای بین‌المللی را برای عملکرد و دوام دارند.

ایمیل-:sales@gneesteel.com

 

35000+

متر مربع ساخته شده است

 

200+

کارمندان سازمانی

 

8000+

شریک همکاری

 

18+

سالها تجربه