Исследование и создание технологии производства длинномерных теплообменных труб из медно-никелевых сплавов

• Автор: Скотников, Игорь Альбертович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 117 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1 Состояние вопроса и предпосылки к исследованию и освоению

процессов горячей и холодной деформации теплообменных труб.

1.1 Общие сведения о материалах для тешюобменных труб.

1.2 Условия эксплуатации тсплообменных труб, основные требования к их

свойствам и предпосылки к освоению производства труб из сплавов МНЖМцЮ11 и МНЖМцЗО11

1.3 Возможности применения нластометрических исследований для

моделирования механических свойств труб, выпускаемых в промышленных условиях.

1.4 Обзор исследований по математическому моделированию процесса

прессования.

1.5 Выводы и задачи исследования.
2 Определение механических свойств медноникелевых сплавов с помощью пластометрии их образцов в горячем и холодном состоянии
2.1 Методика проведения лабораторных исследований по пластометрии
2.2 Результаты испытаний сплава МНЖМцЮ 11.
2.3 Результаты испытаний сплава МНЖМцЗО11
3 Теоретические и экспериментальные исследования процесса прессования
труб из медноникелевых сплавов.
3.1 Моделирование радиального течения в углу контейнера и пресс
шайбы.
3.2 Расчт основных параметров радиального течения под прессшайбой
3.3 Экспериментальные исследования процесса прессования труб из сплавов
МНЖМц11 и МНЖМцЗО11 в промышленных условиях.
4 Промышленное освоение производства труб для теплообменников из
сплавов МНЖМцЮ11 и МНЖМцЗО11
4.1 Выбор общей схемы технологического процесса
4.2 Внедрение процесса прессования труб из медноникелевых сплавов на
гидропрессе усилием т и перечень работ по повышению стойкости прессового инструмента
4.3 Выбор оптимальных режимов процесса холодной прокатки трубной заготовки из медноникелевых сплавов на стане ХПТ 3
4.4 Освоение бухтового волочения теплообменных труб из медноникелевых
сплавов
Заключение.
Литература


МНЖМц-1-1 и МНЖМцЗО-1-1 выполнена в промышленных условиях с помощью метода координатных сеток. По результатам численных и экспериментальных исследований разработана методика оптимизации технологии горячего прессования труб. Новым в работе является получение с помощью пластометра реологических характеристик сплавов МНЖМц-1-1 и МНЖМцЗО-1-1. Также впервые детально исследована область течения металла под прссс-шайбой при прессовании труб, экспериментально на координатных сетках уточнены параметры этого течения и предложена методика оптимизации процесса горячего прессования труб на основе полученных результатов исследования. Освоена в промышленных условиях технология прессования труб на горизонтальном гидропрессе без применения скальпирования и обточки слитков. Тснлообмсииые трубы широко применяются в таких отраслях как электроэнергетика (тепловые и атомные станции), теплоэнергетика, судостроение, нефтехимическая промышленность, холодильная техника, опреснение морской воды. В отличие от труб общего назначения их физикомехапические, химические, пластические и технологические свойства и качество определяются составом сплава и технологическим процессом производства и должны обеспечивать особые требования к структуре, механическим свойствам и качеству поверхности. Иллюстрацией высоких требований к технолоти производства и качеству тенлообменных труб может служить классификация технологических причин снижения стойкости тсилообмениых труб (рис. Медь марок М1 и М2, фосфористая медь и медь, легированная мышьяком (до 0,3 %). Латуни: простая Л, Л, легированная мышьяком Л (СигпЗОАя): адмиралтейская ЛОМш-1-0, (Си2п8п1АБ) алюминиевая ЛАМш -2-0, (СигпА Аб). Бронзы: алюминиевая бронза (Си -%, А1 - 6%, Аб -0,2%) в США, Канаде, Японии; бронза (Си - %, Бп - 8%, А1 - 1%) в Японии. Медно-никелевые сплавы: МНЖ 5-1 - только в России; МНЖМц -1-1 (СиШ0Ее1Мп); МНЖМц -1-1 (СиШОБеШп); СиШ0Ре2Мп2, 1Т8 (Си-%, N1 - %, Бе -0,8%, Уп - 0,5%, Сг -0,5%). Рис. Чистая медь имеет ограниченную коррозионную стойкость в потоке воды и склонна к вымыванию ионов. Ввиду этого для теплообменных труб стали применять медь, раскисленную фосфором (0,-0,%), или медь, раскисленную фосфором и легированную 0,3% Лб в следующих условиях эксплуатации: скорость циркуляции до 1,8 м/с для пресной воды и 1м/с для морской воды. Латунь марки Л (С^пЗО) имеет довольно высокую коррозионную стойкость на пресной воде (допустимая скорость 2,2 м/с), но подвержена интенсивной коррозии при контакте с морской водой. При введении в латунь Л олова была создана адмиралтейская латунь ЛО1 (Си2п8п1), трубы из которой сравнительно долго использовались при работе на морской воде. Другим значительным шагом в повышении коррозионной стойкости латунных труб явилось введение в состав небольших добавок мышьяка, позволяющих значительно повысить стойкость латуней к обссцинкованшо. На протяжении нескольких десятилетий трубы из мышьяковистых латуней С^пЗОАз и СиХп8п1Аз занимают лидирующее положение в теплообменниках на пресной воде. Не исключены и случаи применения латуни С1? Аз при работе на чистой морской воде при ограничении скорости циркуляции. Алюминиевая латунь марки ЛЛМш-2-0, (Си2пАЛ5) является наиболее широко используемым сплавом, работающим на морской воде. Трубы из этой марки латуни допускают скорость течении морской воды от 2,3 до 2,5 м/с, так как по сравнению с адмиралтейской латунью обладают повышенной стойкостью к коррозии в турбулентном потоке. Более высокой ступенью по сравнению с медыо и латунями являются медно-никслсвыс сплавы. Сплав МНЖМц-1-1 (СиМПОБсМп) может быть использован при более высоких скоростях циркуляции морской воды 2,5-2,8 м/с, стоек к коррозии иод напряжением, обладает большой стойкостью к общему действию со стороны аммиачного конденсата. На ступень выше стоит мельхиор МНЖМц-1-1, изготавливаемый в двух модификациях: СиМЗОМпПю -используют довольно широко в загрязненной морской воде (допускает скорость течения морской воды до 3 м/с); но в тех случаях, когда возникает проблема эрозии от песка и шлака, применяют его модификацию СиЫ0Рс2Мп2.