Kobberrør er et af de mest anvendte rør i køleanlæg. Kobberrør har fordelene ved god termisk ledningsevne, høj styrke, god plasticitet og korrosionsbestandighed og er meget udbredt i varmevekslerkomponenter såsom kondensatorer og fordampere, samt forbindelsesrørledninger. Denne artikel vil uddybe i detaljer klassificering af kobberrør, tekniske krav til kølekobberrør og beregning af kobberrørs vægtykkelse.
1, Klassificering og ydeevnekarakteristika for kobberrør
1. Ifølge materialesammensætning:
Kobberrør kan opdeles i kobberrør (TP2), messingrør (H62/H65/H68), bronzerør (QSn6.5-0.1), hvide kobberrør (Ni Cu-legering) osv. Blandt dem, kobberrør har den bedste varmeledningsevne, men det er dyrere; Gult kobberrør har høj styrke, men lav varmeledningsevne; Bronze og hvide kobberrør har god korrosionsbestandighed, men dårlig forarbejdningsydelse.
2. Opdelt efter produktionsproces:
Kobberrør kan opdeles i iltfri kobberrør, iltholdige kobberrør, indvendigt gevind kobberrør osv. Iltfri kobberrør har høj renhed og bruges generelt til fremstilling af præcisionskomponenter såsom kapillærer; Iltholdige kobberrør har moderat styrke og hårdhed, god svejsbarhed og er almindeligt anvendt som forbindelsesrør; Den indvendige væg af det indvendige gevind kobberrør er gevind, hvilket har en god varmeoverførselsforbedrende effekt.
3. Ifølge hårdhed:
Kobberrør kan opdeles i tre kategorier: blød tilstand (O-tilstand), semi-hård tilstand (1/2H) og hård tilstand (H-tilstand). O-state kobberrøret er blødt, med god plasticitet og duktilitet, men lav styrke; H-state kobberrør har høj styrke og hårdhed, men dårlig plasticitet; 1/2H kobberrør har moderat styrke og plasticitet, god forarbejdningsydelse og er det foretrukne valg til kølerørledninger.
2, Tekniske krav til kobberrør anvendt i køleanlæg
1. Materialekrav
Kølesystemer bruger ofte 1/2H-kobberrør (TP2M), og deres kemiske sammensætning skal overholde bestemmelserne i GB/T 17505-2010 [4]:
Cu+Ag Større end eller lig med 99,90 %
{{0}}.015 % Mindre end eller lig med P Mindre end eller lig med 0,040 %
Indholdet af urenhedselementer bør opfylde kravet om Bi mindre end eller lig med {{0}}.001 %, Sb mindre end eller lig med 0 .{{10}}02 %,Som mindre end eller lig med 0.002 %,Fe mindre end eller lig med 0,005 %,Pb mindre end eller lig med 0,005 %,S Mindre end eller lig med 0,005%,Zn Mindre end eller lig med 0,005%,Ni Mindre end eller lig med 0,002%,Sn Mindre end eller lig med 0,002%.
2. Mekaniske egenskaber
De mekaniske egenskaber af kobberrør i 1/2H-tilstand skal opfylde følgende krav [4]:
Trækstyrke Rm Større end eller lig med 295MPa
Flydestyrke Rp0.2 Større end eller lig med 255 MPa
Postfrakturforlængelse A Større end eller lig med 3 %
Tabel: Mekaniske egenskaber ved stuetemperatur af rør
3. Dimensionel afvigelse
Grænseafvigelsen for kobberrørs ydre diameter (D) og vægtykkelse(r) skal overholde bestemmelserne i tabel 1 [5]. Mick-vægten (M) skal beregnes efter formlen M=0.02566 · D · s [6], og afvigelsen skal være inden for ± 8 %.
Tabel: Dimensioner og afvigelse af kobberrør (mm)
Tabel 1/2H tilstand kobberrør størrelse grænseafvigelse (mm)
3, Beregningsmetode for kobberrørs vægtykkelse
1. Standardmetoder for trykbeholdere
I henhold til ASME-trykbeholderkoden kan minimumsvægtykkelsen af kobberrør under internt tryk beregnes ved hjælp af følgende formel [7]:
t=PD/(2S+0.8P)
I formlen: t-minimum vægtykkelse (mm), P-designtryk (MPa), D-rørets ydre diameter (mm), S-tilladt spænding af kobberrør (MPa), generelt taget som 1/3~1/ 4 af kobberrørets flydespænding.
2. Væskemekaniske metoder
I betragtning af tryktabet under væskestrømning bør vægtykkelsen af kobberrør også opfylde de fluidmekaniske styrkebetingelser [8]:
t=D·(3ξρv^2/8σ[s])^0.5
I formlen: ξ - trækkoefficient langs stien, relateret til Reynolds tal og relativ ruhed; ρ - kølemiddeldensitet (kg/m³); V-kølemiddel flowhastighed (m/s); σ [s] - tilladt forskydningsspænding af kobberrør (MPa), som kan tages som 1/3 af flydespændingen.
3. Vibrationstræthedsmetode
Kobberrør i køleanlæg er ofte udsat for vekslende belastninger, og vibrationstræthedsstyrken skal verificeres [9]:
σ[a]=Cf·σ[-1]·(2N[f])^m Mindre end eller lig med [σ]
I formlen: σ [a] - alternerende spændingsamplitude (MPa), Cf - overfladekvalitetskoefficient, σ [-1] - træthedsgrænse for kobberrørsmateriale (MPa), taget som 0.4 0.5 af flydespænding, Nf - udmattelseslevetid (tider), m-træthedsstyrkeindeks, taget som 34, [σ] - tilladt vekselspænding (MPa), taget som 0.6~ 0,7 af flydespænding. Ud fra dette kan den mindst nødvendige vægtykkelse estimeres.
For at sikre sikkerheden og pålideligheden af kobberrør under barske arbejdsforhold, såsom høj temperatur, højt tryk og vibrationer, skal designet generelt beregnes separat i henhold til ovenstående tre metoder, og den maksimale værdi skal vælges som den nominelle vægtykkelse af kobberrøret.
4, Konklusion
Udvælgelse og design af kobberrør til køleanlæg er et systematisk projekt, der kræver omfattende overvejelser om forskellige faktorer såsom materialer, forarbejdning, tilslutning, installation og brug. Ved design skal kobberrørs materiale, tilstand og specifikationer være rimeligt udvalgt baseret på systemets kølekapacitet, arbejdsvæske, temperatur, tryk og andre parametre. Bestemmelsen af kobberrørets vægtykkelse kræver verifikation og beregning ud fra aspekter som trykbæreevne, væskemodstand, vibrationstræthed osv., for at sikre systemets sikkerhed, pålidelighed og økonomi.
Det skal påpeges, at formlen til beregning af vægtykkelse, der er angivet i denne artikel, kun er til reference. I det faktiske design bør indflydelsen af faktorer som kobberrørs bøjningsradius, støtteafstand og forbindelsesmetode også overvejes. Designere bør rettidigt forstå de nyeste standarder og teknologiske udviklinger af kobberrør og fittings, forbedre designmetoder og forbedre designkvaliteten. Samtidig er det nødvendigt at styrke kontrollen af byggeprocessen, nøje følge specifikationerne for transport, opbevaring, forarbejdning, tilslutning og systeminstallation og idriftsættelse af kobberrør for at sikre sikker og effektiv drift af kobberrør. køleanlægget.
