海洋環境における銅管: EN 12451 および ASTM B111

銅が海水用途に適している理由

銅とその合金は、それらが形成する腐食生成物が薄片状ではなく付着性と保護性があるため、海水材料リストのトップに位置しています。薄い亜酸化銅の層が濡れた表面に形成され、さらなる侵食を遅らせます。そのため、海水用の銅合金管束は通常、多くの代替材料よりも長持ちします。その同じ表面フィルムはフジツボ、イガイ、藻類の定着を防ぎ、他のチューブ材料の熱抵抗を上昇させる汚れの影響を軽減します。

船舶用チューブの選択は通常、一般的な材料名ではなく標準グレードとして表されます。 EN 12451 は熱交換器用のシームレス丸型銅および銅合金チューブを対象とし、ASTM B111/B111M はシームレス銅および銅合金コンデンサーチューブおよびフェルールストックをカバーし、EN 12449 は一般用途のシームレス丸型銅チューブをカバーします。その標準基準にグレード、質質、寸法、およびテスト要件を追加することで、海洋調査が明確になります。

海水中での腐食挙動

普通の銅管は、中程度の速度で空気を含ませたきれいな海水では良好に機能しますが、速度による浸食や汚染水や停滞水の硫化には敏感です。{0}{1}銅-ニッケル合金はその制限に答えます。 90/10 グレードは、鍛造システム (CW352H) では CuNi10Fe1Mn、鋳物としては CuNi10Fe1Mn1-C (CC380H) と呼ばれ、鉄とマンガンの添加を使用して保護膜を強化し、許容流量範囲を広げます。

耐用年数は、流速、混入固体または気泡の存在、入口の水の化学的性質という 3 つの実際的な変数によって決まります。それらはそれぞれ設計段階で処理され、納入されたチューブは名目上同様の組成で置き換えるのではなく、指定されたグレードに適合する必要があります。

熱伝達とシステム効率

銅の熱伝導率はステンレス鋼の熱伝導率よりもおよそ 1 桁高いため、銅または銅-交換器は、より小さな表面積とより小さな設置面積で所定の性能を達成できます。これは、機械スペースが固定されており、メンテナンス中に軽いチューブ束を持ち上げるのが簡単な船上で重要です。

汚れの制御と熱伝達は連動しています。生物付着はチューブを詰まらせるずっと前に断熱層を構築するため、自然に沈下に抵抗する材料は、ドッキング サイクルを通じて設計の熱伝達係数を元の値に近づけます。

設置、サポート、メンテナンス

銅管は容易に管板に拡張され、狭い半径に曲げられ、ろう付けまたは溶接によって接合されます。設置されたシステムには、接合部からの振動を防ぐための適切な支持間隔が必要です。異種金属の接触は絶縁スリーブで管理する必要があります。より貴な材料とのガルバニックカップルは銅の表面に攻撃を集中させるためです。

メンテナンスの実践は簡単です。出口温度を監視し、規定のサイクルでチューブを機械的または化学的に洗浄し、速度が最も高い入口端の浸食を検査します。交換用チューブは、混合バンドルが海水回路に弱い合金を導入しないように、元の規格​​とグレードに従って注文されます。

注文と品質に関する文書

海上命令には、規格、等級、質質、外径と肉厚、長さまたはコイルの形状、および試験方法を記載する必要があります。渦電流検査、寸法検査、静水圧または空気圧試験が一般的に行われ、各熱の化学分析やロットごとの機械試験も行われます。

通常、認証は EN 10204 3.1 に従っており、チューブの熱数を化学分析と機械的結果に基づいて追跡できます。船級協会のプロジェクトでは、同じ記録が 2 回目の破壊検査を行わずに調査員による審査をサポートします。

よくある質問

Q: 海水伝熱管には通常どの銅合金が選ばれますか?

A: EN 12451 または ASTM B111/B111M に準拠した銅-ニッケル 90/10 は、鉄とマンガンの添加により海水中での普通の銅よりも広い速度許容誤差を与えるため、標準的な選択肢です。

Q: 銅管は海洋生物付着に耐性がありますか?

A: ほとんどの代替チューブ材料よりも沈下に強いため、絶縁汚れ層の形成が遅くなり、交換器が洗浄の間の設計性能を維持できるようになります。{0}}

Q: 海水回路ではなぜ流速がそれほど重要なのでしょうか?

A: 高速度、同伴空気、浮遊物質はすべて、保護表面フィルムを機械的に攻撃し、そのフィルムが局所的に破壊されると、その時点での腐食速度が急激に上昇します。

Q: 銅管は船上の淡水および衛生システムで使用できますか?

A: はい。 EN 1057 に準拠した銅管は、水の化学的性質がグレードに設定された制限内に留まり、設置後にフラックス残留物が洗い流されるという条件で、飲料水や加熱水に広く使用されています。

Q: 船舶用銅管には通常どのようなテストが必要ですか?

A: 渦電流探傷、寸法チェック、各熱の化学分析、および圧力テストは通常​​の最小限であり、EN 10204 3.1 検査証明書に文書化されています。