Classificazione e caratteristiche prestazionali dei tubi in rame
Per composizione materiale
I tubi di rame possono essere classificati in tubi di rame puro (TP2), tubi di ottone (H62/H65/H68), tubi di bronzo (QSn6.5-0.1) e tubi di cupronichel (lega Ni-Cu). Tra questi, i tubi in rame puro hanno la migliore conducibilità termica ma sono relativamente costosi; i tubi in ottone hanno un'elevata resistenza ma una bassa conduttività termica; i tubi in bronzo e cupronichel hanno una buona resistenza alla corrosione ma scarsa lavorabilità.
Per processo produttivo
I tubi di rame possono essere classificati in tubi di rame senza ossigeno-, tubi di rame contenenti ossigeno-e tubi di rame con scanalatura interna-. I tubi in rame privi di ossigeno-hanno un'elevata purezza e vengono generalmente utilizzati per realizzare tubi capillari e altri componenti di precisione; I tubi in rame contenenti ossigeno-hanno resistenza e durezza moderate, buona saldabilità e sono spesso utilizzati come tubi di collegamento; I tubi in rame con scanalatura interna-sono dotati di scanalature sulla parete interna, ottenendo buoni effetti di trasferimento di calore migliorati.
Per durezza
I tubi di rame possono essere classificati in tre tipi: tempra morbida (tempra O), tempra semi-dura (1/2H) e tempra dura (tempra H). I tubi in rame con tempra O sono morbidi e hanno una buona plasticità e duttilità ma una bassa resistenza; I tubi in rame con tempra H hanno elevata resistenza e durezza ma scarsa plasticità; I tubi in rame 1/2H hanno resistenza e plasticità moderate, con buona lavorabilità e sono la prima scelta per le tubazioni di refrigerazione.
Requisiti tecnici per tubi in rame utilizzati nei sistemi di refrigerazione
Requisiti materiali
I sistemi di refrigerazione utilizzano principalmente tubi in rame puro con tempra 1/2H (TP2M). La sua composizione chimica dovrebbe essere conforme alle normative GB/T 17505-2010:
Cu+Ag Maggiore o uguale al 99,90%
0,015% Inferiore o uguale a P Inferiore o uguale a 0,040%
Il contenuto di elementi impuri deve soddisfare: Bi inferiore o uguale a 0,001%, Sb inferiore o uguale a 0,002%, As inferiore o uguale a 0,002%, Fe inferiore o uguale a 0,005%, Pb inferiore o uguale a 0,005%, S inferiore o uguale a 0,005%, Zn inferiore o uguale a 0,005%, Ni inferiore o uguale a 0,002%, Sn Inferiore o uguale allo 0,002%.
Proprietà meccaniche
Le proprietà meccaniche dei tubi in rame puro con tempra 1/2H devono soddisfare i seguenti requisiti:
Resistenza alla trazione Rm Maggiore o uguale a 295MPa
Limite di snervamento Rp0.2 Maggiore o uguale a 255MPa
Allungamento dopo frattura A Maggiore o uguale al 3%
Metodi per il calcolo dello spessore delle pareti dei tubi in rame
Metodo del codice del recipiente a pressione
Secondo il codice ASME per recipienti a pressione, lo spessore minimo della parete dei tubi di rame sotto pressione interna può essere calcolato con la seguente formula[7]: t=PD/(2S+0.8P) dove: t - spessore minimo della parete (mm), P - pressione di progetto (MPa), D - diametro esterno del tubo (mm), S - sollecitazione ammissibile per il tubo di rame (MPa), generalmente considerata come 1/3~1/4 di il carico di snervamento del tubo di rame.
Metodo idraulico
Considerando la perdita di pressione durante il flusso del fluido, lo spessore della parete del tubo di rame dovrebbe soddisfare anche la condizione di resistenza idraulica[8]: t=D·(3ξρv^2/8σ[s])^0,5 dove: ξ - coefficiente di resistenza all'attrito, legato al numero di Reynolds e relativa rugosità; ρ - densità del refrigerante (kg/m³); v - velocità del flusso del refrigerante (m/s); σ[s] - sollecitazione di taglio ammissibile del tubo di rame (MPa), considerata pari a 1/3 del carico di snervamento.
Metodo della fatica da vibrazione
I tubi di rame nei sistemi di refrigerazione spesso sopportano sollecitazioni alternate e devono essere verificati per la resistenza alla fatica e alle vibrazioni[9]: σ[a]=Cf·σ[-1]·(2N[f])^m Inferiore o uguale a [σ] dove: σ[a] - ampiezza della sollecitazione alternata (MPa), Cf - fattore di qualità superficiale, σ[-1] - limite di fatica del materiale del tubo di rame (MPa), preso come 0,4-0,5 del carico di snervamento, Nf - durata a fatica (cicli), m - indice di resistenza alla fatica, preso come 3-4, [σ] - sollecitazione alternata ammissibile (MPa), preso come 0,6~0,7 del carico di snervamento. Pertanto, è possibile stimare lo spessore minimo della parete richiesto. Per garantire la sicurezza e l'affidabilità dei tubi di rame in condizioni di alta temperatura, alta pressione e vibrazioni, il progetto dovrebbe generalmente calcolare lo spessore nominale della parete secondo i tre metodi menzionati e selezionare il valore massimo tra di essi.
La selezione e la progettazione dei tubi in rame per i sistemi di refrigerazione è un progetto sistematico che richiede una considerazione completa di materiali, lavorazione, connessione, installazione e fattori di utilizzo. Durante la progettazione, il materiale, lo stato e le specifiche del tubo di rame devono essere selezionati in modo ragionevole in base alla capacità di raffreddamento del sistema, al mezzo di lavoro, alla temperatura e ai parametri di pressione. La determinazione dello spessore della parete del tubo di rame richiede controlli di calcolo dagli aspetti di capacità di carico di pressione, resistenza ai fluidi e fatica da vibrazioni per garantire la sicurezza, l'affidabilità e l'efficienza economica del sistema.
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Siamo un produttore ed esportatore leader specializzato in una gamma completa di prodotti in rame di alta-qualità, tra cui tubi di rame, piastre/fogli di rame, barre di rame, barre di rame, fili di rame e strisce di rame. I nostri impianti di produzione avanzati sono dotati di linee di colata continua, presse per estrusione, laminatoi a freddo e macchine da trafilatura all'avanguardia--all'-per garantire precisione e uniformità. Il rigoroso controllo di qualità è parte integrante del nostro processo, condotto tramite spettrometri per la verifica dei materiali, tester di trazione, tester a correnti parassite e tester di pressione idrostatica, garantendo che tutti i nostri prodotti soddisfino gli standard internazionali in termini di prestazioni e durata.
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