Что такое биметаллические трубы отопления: фото, ГОСТ, отзывы
При производстве часто встаёт вопрос: как совместить достоинства подходов, чтобы получить идеальный вариант? К примеру, трубы должны быть прочными, но использовать дорогую сталь дорого. Как же быть? Специалисты разработали биметаллические аналоги. Что это? Это изделия, которые выполняются из двух металлов. Внутренняя часть их стенок сделана из дешёвой стали, а внешняя – из высокопрочной.
Виды биметаллических труб
Продуктивный подход
Биметаллические трубы применимы и, когда проводится отопление. Отзывы домовладельцев положительные, изделие прочное и цена его доступная. Нержавеющая сталь эффективно справляется с песком и ветром, на материал не воздействуют агрессивные среды, конструкция устойчивая и долговечная.
Оребренная биометаллическая труба
По правилам ГОСТ биметаллические трубы изготавливаются с минимальным добавлением углерода. Материал стоит недорого, но при этом он надёжный.
Подробнее о свойствах
Чтобы исключить коррозию, биметаллические трубы покрываются медью. В зависимости от исполнения медь наносится либо с внешней, либо с внутренней стороны. Дорогие модификации защищаются с обеих сторон. Так совмещается прочность стали, и высокая сопротивляемость агрессивным средам (свойство меди).
Если устанавливается отопление, то такой подход оптимальный. Конструкция устойчива к механическим воздействиям, а внутри исключается зарастание металла. Конечно, назвать такое исполнение дешёвым нельзя, медь дороже высокопрочной стали. Правила ГОСТ регламентируют основные подходы к изготовлению модификаций. Так, толщина слоя меди до 15% толщины изделия.
А что же теплоотдача? Ведь отопление только и зиждется на этом параметре: биметаллические трубы позволяют сделать современные отопительные приборы.
Сделать простой радиатор можно даже в кустарных условиях.
Но есть у трубы и недостаток – незаурядная форма: изменить площадь поверхности теплоотдачи практически невозможно. Домовладельцы оставляют преимущественно положительные отзывы, однако проблема фиксированного объёма некоторых потребителей вводит в тупик.
Что же делать?
Можно сделать оребрение. Что это? На фото показано, как конструкция выглядит. Если сталь нельзя отнести к материалам с хорошей теплопроводностью, то медь и алюминий к таковым не относятся. Оребрение делается именно их этих металлов. Дешевле алюминий, однако медь прочнее.
Такие биметаллические трубы устойчивы к давлению, при этом отлично проводят тепло. Иногда используется сочетание меди с алюминием. Тогда исключается коррозия, а цена на порядок ниже. Если помещение жилое, то лучше остановиться на чистом алюминии. На фото представлены некоторые варианты.
И в завершении
Рынок предлагает колоссальный выбор потребителю.
Биметаллические трубы представлены в разных вариантах, надо лишь выбрать оптимальный. Если хорошо порыться, то можно найти и вовсе эксклюзивные решения.
Биметаллические радиаторы отопления
Сразу о главном.
Биметаллические радиаторы – предназначены для использования в центральном отоплении. Они – не лучший выбор для частного дома, так как по всем показателям проигрывают стальным панельным радиаторам и алюминиевым секционным радиаторам. Может, кто-то скажет – они очень крепкие и работают при высоком давлении. Это верно, но зачем устанавливать радиатор, рассчитанный на давление – 35,0
атм., там, где, давление системы отопления – 1,0 – 2,0 атм.Алюминиевые секционные радиаторы – в процессе эксплуатации в различных системах отопления и условиях показали неоднозначные результаты. Стало видно, что их использование требует соблюдения определенных условий. Особенно это проявилось в центральном отоплении от городской сети.
Как решение производителями радиаторов отопления было предложено использование стальных труб, одетых в алюминиевую оболочку. Так появились биметаллические радиаторы отопления. По виду они практически не отличаются от алюминиевых. Биметаллические радиаторы отличает только больший вес и чуть меньшая теплоотдача. Конструкционно их отличают вертикальные трубы, которые имеют меньшую проходимость и наличие сварных стыков на стальных трубах. Также биметаллические радиаторы производятся без нижних карманов, предназначенных для оседания взвешенных частиц.
У Вас свой дом или квартира в многоэтажке?
+7-932-2000-535Биметаллические радиаторы – появились недавно, и многие покупатели слышат о них впервые. Поэтому часто можно услышать такие названия радиаторов, как “биометаллические”, “биометрические”, “биметрические” и т.п. На самом деле речь идет именно о “биметаллических радиаторах” Это название можно дословно расшифровать как радиатор из двух металлов.
По сути, медно-алюминиевые радиаторы тоже сделаны из двух металлов, но касательно радиаторов отопления понятие “биметалл” прочно закрепилось за парой сталь – алюминий.
Первое, что подкупает при просмотре характеристик биметаллических радиаторов – это высокое рабочее давление /до – 35,0 атм./. Как и все стальные и чугунные радиаторы, биметаллические радиаторы устойчивы к различным видам и качеству теплоносителя. При всем при этом цена на них высокая.
На что нужно обратить внимание при выборе биметаллического радиатора. Нужно учесть, что технология их производства сложная и дорогая. Поэтому, не стоит надеяться получить биметаллический радиатор по цене алюминиевого. Ввиду того, что рынок наводнили дешевые биметаллические радиаторы, появилось название “полно биметаллические”. Так говорят, чтобы отличить настоящий биметаллический радиатор. Он должен исключить контакт воды с алюминием, ведь в этом его единственное назначение. Это можно сказать о продукции далеко не всех производителей.
Отопление и водоснабжение – многогранный инженерный процесс,
требующий знаний и умений ПРОФЕССИОНАЛА.
Проясним Вашу ситуацию и ответим на вопросы бесплатно +7-932-2000-535
Сантехнические работы Тюмень
Биметаллические радиаторы Rommer Plus Bm 200/14
Код товара:
145337
Артикул производителя:
89998
Страна-производитель:
КитайПроизводитель:
Rommer
Количество, шт:
КупитьКупить в 1 клик
Напечатать
Добавить в закладки
Добавить в сравнения
Информацию по наличию и срокам поставки данного оборудования необходимо получить у менеджера
Доставим грузовым транспортом за 700 руб (в пределах КАД)
Доставим курьером* от 300 до 500 руб (в пределах КАД)
При заказе большего количества стоимость доставки может измениться. Доставка курьером имеет ограничения по весу и объему заказа.
Возможен самовывоз
ПодробнееПокупаете у официального дилера!
Нужен совет? Позвоните нам!
+7 (812) 401-66-31 (многоканальный) или
+7 (800) 333-56-06 (бесплатный по России)
Основные характеристики оборудования Биметаллические радиаторы Rommer Plus Bm 200/14
Материал:
биметаллические
Подключение:
боковое подключение
Конструкция:секционные
Особые виды радиаторов:
традиционные
Происхождение бренда:
КитайМощность :
980 Вт
Межосевое расстояние :
200 мм
Информация об оборудовании Биметаллические радиаторы Rommer Plus Bm 200/14
200 x 14 секций
Биметаллические радиаторы Rommer Plus Bm предназначены как для систем водяного отопления высокого давления, так и для частных зданий и строений с низким давлением.
- Полностью стальной коллектор
- Двухэтапная покраска RAL 9016
- Соответствует европейскому стандарту ЕN 442
- Соответствует ГОСТ 31311-2005
Технические особенности:
- Длина радиатора (мм): 79 (1 секция)
- Материал: Сталь + Алюминий
- Цвет: Белый RAL 9016
- Рабочее давление (МПа): 1,8
- Испытательное давление (МПа): 3
Габаритный чертеж временно отсутствует
Наша компания предлагает широкий ассортимент товаров, который может понадобиться Вам при покупке оборудования биметаллические радиаторы Rommer Plus Bm 200/14, значительная часть из которого имеется у нас в наличии:
С этим товаром покупают
Конвекторы отопления, конвекторы универсал, алюминиевые радиаторы, радиаторы отопления, биметаллические радиаторы, насосы, котлы отопления, металлопластиковая труба, Новосибирск
02.
03.2020 ООО ТК «ЦЕНТРСНАБ» заключил контракт на поставку радиаторов марки BILIT. Биметаллические радиаторы BILIT
18.02.2019 Повышение цен на РАДИАТОРЫ и САНТЕХНИКУ
Уважаемые Дамы и Господа!
С 18 февраля 2019 года заводы – производители повышают на 10 % отпускные цены.
Обновленные прайсы на радиаторы и сантехнику будут сформированы до 28.02.2019.
По всем вопросам ценообразования обращаться к менеджерам по тел. (383)28-98-051
18.02.2019 Повышение цен на Конвекторы КСК-20
Уважаемые Дамы и Господа!
С 18 февраля 2019 года завод «УНИВЕРСАЛ» повышает на 10 % отпускные цены прайс-листа на все виды конвекторов оттопления.
Обновленный прайс смотрите в разделе: ПРАЙС-ЛИСТЫ
25.01.2018 НОВИНКА РАДИАТОРЫ АТМ ПРОИЗВОДСТВО РОССИЯ
ООО «ЦЕНТРСНАБ» предлагает Вашему вниманию Алюминиевые и Биметаллические радиаторы производство РОССИЯ. Одобрено НИИ «САНТЕХНИКИ», входят в состав АПРО.
22.01.2018 Повышение цен на ВОДОНАГРЕВАТЕЛИ и КОТЛЫ
Уважаемые Дамы и Господа!
С 22 января 2018 года завод «Форте Хоум Гмбх» повышает на 10 % отпускные цены прайс-листа.
С 22 января 2018 года завод «Форте Хоум Гмбх» повышает на 10 % отпускные цены прайс-листа.
07.11.2017 Повышение цен на Конвекторы КСК-20
Уважаемые дамы и господа! С 07 ноября 2017 года завод «УНИВЕРСАЛ» повышает на 10 % отпускные цены прайс-листа на все виды конвекторов отопления.
17.08.2017 СПЕЦ.ПРЕДЛОЖЕНИЕ!!!!
СТРОИТЕЛЬНЫМ и МОНТАЖНЫМ ОРГАНИЗАЦИЯМ
В разгар сезона. СКИДКИ на продукцию!!! Огромный выбор продукции в наличии на СКЛАДЕ г. Новосибирск
22.02.2017 Поступление на склад ООО “ЦЕНТРСНАБ” Комплект радиаторный прямой
14.11.2016г. ООО “ЦЕНТРСНАБ” предлагает Вам ознакомиться с нашим каталогом продукции.pdf
(6.74 MB)
11.
10.2016 ООО «ЦЕНТРСНАБ» ПОМЕНЯЛ ПРОИЗВОДИТЕЛЯ ПО КОНВЕКТОРАМ!!!
ЦЕНЫ НИЖЕ, КАЧЕСТВО ЛУЧШЕ!!!
Производство биметаллических труб
Be.Tube Srl разработала и запатентовала инновационный метод для производство биметаллических труб с отличным уровнем качества по конкурентоспособной цене.| Стандартные размеры – биметаллические трубы | ||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Внешний диаметр | Наружная толщина | внутренняя толщина | Длина | Длина наконечника | ||||||||||||||||||||
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||||
00 ÷ 114.30Биметаллические трубы – отличное техническое и экономичное решение.
для производства высокоэффективных теплообменников с высокой
стрессовые и коррозионные условия.| Материалы – биметаллические трубы | ||
|---|---|---|
| Наружная труба | Внутренняя труба | Феррулы |
По вопросам сочетания различных материалов обращайтесь в наш отдел продаж. | ||
Биметаллическая труба состоит из двух разных материалов: обычно внутренний материал представляет собой коррозионно-стойкий сплав (медь, алюминий-латунь, титан), а внешний материал представляет собой высокопрочный сплав (нержавеющая сталь, углеродистая сталь, титан). Однако это возможно изготовление биметаллических труб из любого сочетания материалов.
| Феррулы – биметаллические трубы | |
|---|---|
| без наконечников | с наконечниками |
В приложениях с высоким давлением и агрессивными условиями биметаллическая труба позволяет
большая экономия по сравнению с трубкой из монолитного сплава, так как
использование драгоценных материалов сведено к минимуму.
| Инспекции и испытания – биметаллические трубы |
|---|
| Химический состав |
| Механические свойства |
| Гидростатический тест |
| Пневматический тест |
| Испытание на вытягивание |
| Бороскопический осмотр |
| Вихретоковый тест |
| ТАКЖЕ ДОСТУПНЫ – Биметаллические трубы | |
|---|---|
| Трубка детектора утечки | Звездная биметаллическая трубка |
| Биметаллическая труба с высоким ребром | Биметаллическая труба с низкими оребрениями |
Применения – биметаллические трубы
Общие области применения:- теплообменники для электростанций (электрические, атомные, тепловые и геотермальные электростанции)
- высококоррозионные системы (конденсаторы, испарители, опреснение морской воды, удобрения, системы карбамида, аммиак, газ, коррозионные кислоты)
- химическая и нефтехимическая промышленность
- пищевая и холодильная промышленность
Для получения любой информации и запросов не стесняйтесь обращаться к нашей команде, Be.
Tube Srl в вашем полном распоряжении.Труба с биметаллическим покрытием, труба с биметаллическим покрытием, стальная труба с биметаллическим покрытием, труба с биметаллическим покрытием, труба с биметаллическим покрытием, изгиб с биметаллическим покрытием
Области применения трубы с биметаллическим покрытием
Поскольку нефть и природный газ содержат большое количество агрессивных сред, таких как сероводород, диоксид углерода и ионы хлорида, особенно содержание коррозионных компонентов в нефтегазовой среде перед очисткой трубопровода на нефтегазовых месторождениях морского дна является высоким, и некоторые даже требуют теплопередачи, и проблемы с внутренней коррозией очень заметны.Использование нержавеющей стали или коррозионно-стойких сплавов в больших количествах неэкономично. Хороший выбор – трубы с двойной металлической оболочкой.
В конструкции трубы с биметаллическим покрытием используется труба из коррозионно-стойкого сплава (нержавеющая сталь или коррозионно-стойкий сплав) в качестве внутренней облицовки (толщина стенки 0,5-3 мм) для контакта с агрессивной средой и углеродистой сталью или низколегированной сталью в качестве внешнего основания.
труба выдерживает давление. низкий. Как правило, труба с двойным металлическим покрытием содержит аустенитную нержавеющую сталь 316L в качестве внутренней оболочки в случае среды, содержащей CO2, а дуплексная нержавеющая сталь 2205 и 2505 может использоваться в качестве среды, содержащей CO2 + небольшое количество хлорида, когда h3S + CO2 содержится.+ Хлорид, внутренняя облицовка должна быть из никелевого сплава 028, G3, INCONEL625 и Inconel825 или железоникелевого сплава, чтобы обеспечить коррозионную стойкость трубопровода, но также можно выбрать титановый сплав и другие материалы с превосходной коррозионной стойкостью, например оболочка. Материал внешнего слоя обычно – API 5L X42, X50, X60, X70, ASTM-A106GB и A335-P22 и другие материалы, чтобы обеспечить прочность трубопровода.
1. Труба обсадная для транспортировки нефти и газа
Выбор нержавеющей стали, такой как Incoloy625 и Incoloy825, для внутренних труб, чтобы обеспечить коррозионную стойкость трубы.
Наружная труба обычно изготавливается из материалов X42, X50, X60, X70, A335-P22 и других материалов для обеспечения прочности трубопровода. Американская нефтяная ассоциация (API) разработала стандарт для композитных труб для трубопроводов с серийным номером API 5LD: хромомолибденовая сталь, супер 13Cr, G3, C028 и другие трубы для нефтяных скважин и трубы из сплавов на основе никеля, такие как 825, 028.
Измерение и установка
2. котел
Стальная труба для пароперегревателя должна иметь высокотемпературную прочность в условиях пара 650 и 35 МПа, отличную температуру поверхности и устойчивость к коррозии, а также сопротивление внутренней поверхности окислению водяного пара.
Японская металлургическая компания Sumitomo выбрала SUS310S, 35Cr-55Ni, 40Cr-55Ni в качестве внешней базовой трубы и 17-14CuMo, Alloy800Has внутреннюю трубу, разработанную сверхкритическую трубу для оболочки пароперегревателя котла.
Sandvik, шведская стальная корпорация, успешно разработала углеродистую сталь в качестве внутренней трубы и сталь Sanicro28 с хорошей коррозионной стойкостью в качестве наружной трубы.
Облицовочная стальная труба Sandvik не требует изменения конструкции котла и может использоваться напрямую.
3.Установка для сжигания отходов
Стальная оболочка для установки для сжигания отходов. Наружная труба может быть изготовлена из сплава Sanicro65, а внутренняя труба может быть из углеродистой или хромомолибденовой стали, устойчивой к коррозионному растрескиванию под напряжением. Европа и США использовали композитную стальную трубу длиной 2 миллиона метров. с момента первой установки облицовки трубы пароперегревателя инсинератора и водяных стенок труб в 1971 году.
4. Теплообменник
Стальная облицовочная труба, используемая для теплообменника, также должна иметь хорошую теплопроводность, определенную прочность и коррозионную стойкость.
Sandvik изготовила облицовочную трубу из высоколегированного никель-хромового сплава 800 в качестве внутренней трубы и из низколегированной стали ASTM A213 Ti2 в качестве внешней трубы.
Компания NKK из Японии изготовила облицовочную трубу из стали API 5L-16MnV в качестве внешней трубы и из стали NIC42. как внутренняя труба.
5. Используется для износостойкой стали
Японская компания изготовила облицовочную стальную трубу из коррозионно-стойкой стали SUS316L для наружной трубы, сплава Stellite No12 для внутренней трубы, который спустя 4 года все еще остается новым.Они также хорошо применяются в трубах пневмотранспорта других микропорошков, и спрос на них постоянно растет.
6. Морская среда
Внутренняя труба: никель, титановая нержавеющая сталь или медный сплав.
Наружная труба: углеродистая или низколегированная коррозионно-стойкая сталь.
Облицовочная труба японской компании Kawasaki, используемая для морской среды, широко используется в качестве морской трубы теплообменника и опреснения морской воды для забора забортной воды.
Гражданские районы:
Трубы холодной, горячей воды, прямые трубы для питьевой воды, отопление, солнечная энергия, геотермальный тепловой насос; трубы водопровода гражданского строительства, водопроводная магистраль; циркуляционная труба кондиционирования воздуха, высококачественные водопроводные трубы коммерческого жилья с прекрасной отделкой.
Отрасль:
Нефтегазопровод, обсадная труба нефтяных и газовых скважин, труба возврата сточных вод; пучок труб химического теплообменника; опреснение воды, трубопровод обессеривания и другие отрасли металлургии, опреснения, медицины и химической промышленности, очистки сточных вод, новой энергетики, пищевой промышленности и других отраслей.
Трубы с биметаллической оболочкой используются в горнодобывающей промышленности.
Биметаллическое соединение:
Большая часть внешней трубы используется оцинкованная труба, за которой следует соединение зрелой оцинкованной трубы:
- Как показано на рисунке 1, резьбовое соединение (обычно известное как резьбовое соединение) для DN15-DN100, реализация стандартов GB7306-2 и GB3287-1982; Соединение зажима паза
- , для более чем DN100, реализация стандарта CJ / T156;
- фланцевое соединение, в зависимости от случая, как правило, более DN100, фланцевое и т.
Д. От производителей, а также соединение со специальным силиконовым слоем;
Д. От производителей, а также соединение со специальным силиконовым слоем;
Трубы с биметаллической оболочкой применяются в теплоэнергетике.
Как показано на рисунке 4, сварочное соединение, в соответствии с фактическими условиями работы с использованием сварки, реализация стандарта YB / T5092-2005 и JB / T4747-2002, обычно используется трехслойная сварка, первая задняя крышка для аргонодуговой сварки, повторная сварка переходного слоя, последняя ручная дуга Заполните заполняющую поверхность.
Труба с двойной металлической оболочкой может быть разделена на композитную механическую трубу и металлургическую композитную трубу в зависимости от производственного процесса. Зарубежные страны обычно считают, что характеристики труб с металлическим покрытием лучше, чем у труб из механического композитного материала, но также возможно добиться того, чтобы трубы с металлическим покрытием достигли производительности труб из металлургического композитного материала с помощью сварки концов трубы и другими методами при сохранении низких затрат.
Труба с биметаллической оболочкой была введена в эксплуатацию за рубежом в 1991 году, и ее использование увеличивалось из года в год.Применение биметаллических композитных труб в отечественных подводных трубопроводах началось сравнительно поздно. На газовом месторождении Ячэн 13-4 впервые в морской среде используются отечественные трубы с двойной металлической оболочкой. В то время материал представлял собой биметаллическую трубу с механической оболочкой API 5LDX65 + S316L, которая имела хороший эффект.
Для чего используются трубы с биметаллическим покрытием? | WORLD IRON & STEEL
Для чего используются трубы с биметаллическим покрытием?
Трубы с биметаллической футеровкой, иногда называемые облицовочной стальной трубой.Труба с биметаллическим покрытием сочетает в себе прочность, коррозионную стойкость и износостойкость основной трубы и внешней трубы. Это не только отвечает особым требованиям, но и снижает затраты.
В плакированной трубопроводной трубе коррозионно-стойкий сплав образует полный барьерный слой на внутренней поверхности трубы из углеродистой или низколегированной стали (обычно называемой «стальная подложка»).
В целом, использование плакированных труб или труб с биметаллической футеровкой позволяет экономично использовать дорогие CRA-материалы, которые широко используются и используются во многих других областях за рубежом.Вы знаете, для чего используется стальная облицовочная труба?
1. Обсадная труба для транспортировки нефти и газа
Выбор нержавеющей стали, такой как Incoloy625 и Incoloy825, для внутренних труб, чтобы обеспечить коррозионную стойкость трубы. Наружная труба обычно X42 , X50, X60, X70, A335-P22 и другие материалы для обеспечения прочности трубопровода. Американская нефтяная ассоциация (API) разработала стандарт для композитных труб для трубопроводов с серийным номером API 5LD: хромомолибденовая сталь, супер 13Cr, G3, C028 и другие трубы для нефтяных скважин и трубы из сплавов на основе никеля, такие как 825, 028.
2. Котел
Стальная труба для пароперегревателя должна иметь высокотемпературную прочность в условиях пара 650 и 35 МПа, отличную температуру поверхности и устойчивость к коррозии, а также сопротивление внутренней поверхности окислению водяного пара.
Япония Металлургическая компания Sumitomo выбрала SUS310S, 35Cr-55Ni, 40Cr-55Ni в качестве внешней базовой трубы и 17-14CuMo, Alloy800В качестве внутренней трубы, разработала сверхкритическую трубу для оболочки пароперегревателя котла.
Sandvik, компания Sweden Steel Corp, успешно разработала углеродистую сталь в качестве внутренней трубы и сталь Sanicro28 с хорошей коррозионной стойкостью в качестве наружной трубы.Облицовочная стальная труба Sandvik не требует изменения конструкции котла и может использоваться напрямую.
3. Установка для сжигания отходов
Стальная оболочка трубы для мусоросжигательной установки. Наружная труба может быть изготовлена из сплава Sanicro65, а внутренняя труба может быть из углеродистой или хромомолибденовой стали, устойчивой к коррозионному растрескиванию под напряжением. Соединенные Штаты использовали композитные стальные трубы длиной 2 миллиона метров с момента установки первого пароперегревателя печи для сжигания отходов и водяных стеновых труб в 1971 году.
4. Теплообменник
Стальная облицовочная труба, используемая для теплообменника, также должна иметь хорошую теплопроводность, определенную прочность и коррозионную стойкость.
Sandvik изготовила облицовочную трубу из высоколегированного никель-хромового сплава 800 в качестве внутренней трубы и из низколегированной стали ASTM A213 Ti2 в качестве внешней трубы. Японская компания NKK изготовила облицовочную трубу из стали API 5L-16MnV в качестве внешней трубы. и сталь NIC42 в качестве внутренней трубы.
5.Используется для износостойкой стали
Японская компания изготовила облицовочную стальную трубу из коррозионно-стойкой стали SUS316L для внешней трубы, сплава Stellite No12 для внутренней трубы, спустя 4 года все еще нова. хорошо применяется в трубах пневмотранспорта других микрочастиц порошка, и спрос на них растет.
6. Морская среда
Внутренняя труба: никель, титановая нержавеющая сталь или медный сплав.
Наружная труба: углеродистая или низколегированная коррозионно-стойкая сталь.
Облицовочная труба японской компании Kawasaki, используемая для морской среды, широко используется в качестве морской трубы теплообменника и опреснения морской воды на заборной трубе.
Экономическая эффективность труб с биметаллической футеровкой демонстрируется тем фактом, что они широко используются за рубежом. Трубы с биметаллической футеровкой получили широкое распространение в транспортировке нефтепродуктов и нефтеперерабатывающей промышленности в отечественной нефтегазовой отрасли. промышленность в последние годы.Тем не менее, между отечественными и зарубежными странами все еще существует большой разрыв с точки зрения композитных технологий, эффективного производства и технологий обнаружения. Я думаю, что до популяризации труб с биметаллической футеровкой в Китае не так уж много.
тепловых трубок для высокотемпературного терморегулирования
Протоколы IPACK2007
ASME InterPACK ’07
8–12 июля 2007 г.
, Ванкувер, Британская Колумбия, КАНАДА
IPACK2007-33984
Дэвид Б.Sarraf
Advanced Cooling Technologies, Inc.
1046 New Holland Avenue
Lancaster, PA 17601
Телефон: 717-295-6059, факс: 717-295-6064
[email protected]
William G. Anderson
Advanced Cooling Technologies, Inc.
1046 New Holland Avenue
Lancaster, PA 17601
Телефон: 717-295-6104, факс: 717-295-6064
[email protected]
РЕФЕРАТ
Водяные медные тепловые трубы – это хорошо зарекомендовавшее себя решение для многих традиционных систем охлаждения электроники; однако у них есть несколько проблем при применении в высокотемпературной электронике.Высокое давление пара рабочей жидкости в сочетании с уменьшающейся прочностью и без того мягкого материала приводит к чрезмерной толщине стенок, большой массе и невозможности изготавливать термически полезные конструкции, такие как плоские тепловые трубы (паровые камеры) или тепловые трубы с плоским входом.
поверхности. Тепловые трубы из титана / воды и монеля / воды могут преодолеть недостатки тепловых трубок медь / вода и создать жизнеспособное решение для управления тепловым режимом для высокотемпературной электроники. Вода остается предпочтительной жидкостью при температуре примерно до 280 ° C из-за ее хороших транспортных свойств.Ресурсные испытания показали совместимость при высоких температурах. При температурах выше примерно 300 ° C вода больше не является подходящей жидкостью из-за высокого давления пара и низкого поверхностного натяжения по мере приближения к критической точке. При более высоких температурах требуется другая комбинация рабочего тела / оболочки, либо органическая, либо галогенидная рабочая жидкость. Представлены предварительные результаты испытаний на долговечность галогенидов, согласно которым жидкости могут работать при температурах до 425 ° C. При более высоких температурах подходят тепловые трубки из щелочных металлов.Вода и рабочие жидкости с более высокой температурой могут предложить решения для охлаждения высокотемпературной электроники или тех, которые работают при температуре 150 ° C или выше.
ВВЕДЕНИЕ
Высокотемпературная электроника требует инновационных устройств управления температурой. Водяные медные тепловые трубы – это хорошо зарекомендовавшее себя решение для многих традиционных систем охлаждения электроники; однако у них есть несколько проблем при применении в высокотемпературной электронике. Высокое давление пара рабочей жидкости в сочетании с уменьшающейся прочностью и без того мягкого материала приводит к чрезмерной толщине стенок, большой массе и невозможности изготавливать термически полезные конструкции, такие как плоские тепловые трубы (паровые камеры) или тепловые трубы с плоским входом. поверхности.
Исторически вода использовалась с медью при температуре примерно до 150 ° C. Недавние исследования показали, что тепловые трубы из титана / воды и монеля / воды могут преодолеть недостатки тепловых трубок медь / вода и создать жизнеспособное решение для управления температурой для высокотемпературной электроники. Вода остается предпочтительной жидкостью при температурах до 280 ° C из-за ее хороших транспортных свойств.
Монель и титан обладают гораздо большей прочностью и обеспечивают разумную толщину и массу стенок.В документе будут представлены доказательства того, что высокотемпературные водяные тепловые трубы в настоящее время являются зрелой технологией, готовой к широкому применению, включая данные испытаний на срок службы (более 2,2 лет без проблем), подходящие фитильные конструкции, а также изготовление и испытания тепловых труб.
При более высоких температурах давление водяного пара слишком велико, и требуются альтернативные рабочие жидкости. Эти жидкости обладают хорошими тепловыми характеристиками, но при гораздо более низком давлении пара и позволяют использовать материалы с малой массой стенок, такие как алюминий или титан.Возможные рабочие жидкости включают несколько органических соединений, а также галогениды. В документе будет обсуждаться работа по аттестации рабочих жидкостей при температурах до 425 ° C (при более высоких температурах могут использоваться рабочие жидкости на основе щелочных металлов).
Вода и рабочие жидкости с более высокой температурой могут предложить решения для охлаждения высокотемпературной электроники или тех, которые работают при температуре 150 ° C или выше.
ВЫСОКОПРОЧНЫЕ КОНВЕРТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Титан, титановые сплавы, монель 400 и монель К500 имеют более высокий предел текучести и более низкую плотность, чем медь.Как обсуждается ниже, было показано, что они совместимы с водой, следовательно, могут использоваться для более тонких и легких тепловых трубок, чем медь, при данной рабочей температуре и давлении паров рабочей жидкости. Титан использовался в тепловых трубках со следующими жидкостями:
– натрий (Anderson et al., 2006)
– калий (Lundberg, 1984, Sena and Merrigan, 1989)
– цезий (Dussinger, Anderson, and Sunada, 2005)
– Даутерм А (Гейне, Гролл и Брост, 1984, Гролл, 1989)
– Толуол (Гейне, Гролл и Брост, 1984, Гролл, 1989)
– Вода (Гейне, Гролл и Брост, 1984, Гролл, 1989),
– Антониак и др.
, 1991, Anderson et al., 2006)
– Аммиак (Ishizuka, Sasaki, and Miyazaki 1985)
– Азот (Swanson et al., 1995)
– Титан также использовался в петлевых тепловых трубках с водой и цезием
( Андерсон и др., 2006).
Monel 400 и Monel K500 – два других потенциальных материала для тепловых труб (Технический бюллетень Monel 400, 2005 г., Технический бюллетень Monel K-500, 2005 г.). Монель 400 – это твердый раствор, содержащий примерно 63% никеля и 30% меди. Это однофазный сплав, поскольку медь и никель взаимно растворимы во всех пропорциях.Его можно затвердеть только холодной обработкой. Монель К500 представляет собой аналогичный никель-медный сплав с добавлением небольшого количества алюминия и титана, которые придают большую прочность и твердость. Система упрочняется при старении путем нагрева, так что мелкие частицы Ni3 (Ti, Al) осаждаются по всей матрице, увеличивая прочность материала. Для вязких сварных швов перед сваркой материал необходимо отжечь.
ЖИЗНЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТИТАНА / ВОДЫ И ТИ / МОНЕЛЬ
Испытания на срок службы необходимы для проверки совместимости оболочки, фитиля и рабочей жидкости тепловой трубы для потенциально длительного срока службы тепловой трубы.
Двумя основными последствиями несовместимости являются коррозия и образование неконденсируемого газа или и то, и другое. Образующиеся в результате продукты коррозии могут блокировать части фитиля, препятствуя нормальной работе тепловой трубки. В более крайних случаях может протечь тепловая трубка.
Серия простых цилиндрических тепловых трубок была сконструирована и эксплуатировалась для демонстрации совместимости с материалами стенок и рабочей жидкостью. Эти трубы для испытания на долговечность были электрически нагреты и имели три термопары для отслеживания градиента температуры вдоль тепловой трубы; см. рисунок 1.Любая несовместимость приведет к образованию неконденсируемого газа, который затем будет накапливаться в конденсаторе тепловой трубы и приведет к холодному концу или увеличению градиента температуры между торцами. Тепловые трубы работали при температуре 227 или 277 ° C, чтобы ускорить любую реакцию между стенкой и рабочей жидкостью. Один раз в неделю потребляемая мощность снижалась, так что тепловые трубы работали около 60 ° C.
Это снизило давление пара воды примерно с 60 атм (277 ° C) или 26 атм (227 ° C) до 0,2 атм.Это позволило любому присутствующему неконденсирующемуся газу расшириться и покрыть большую часть конденсатора, чтобы его было легче обнаружить.
Рис. 1. Расположение термопары и нагревательного блока.
Испытания на долговечность титана / воды и монеля / воды теперь рассчитаны на работу до 2,3 лет без обнаружения несовместимости. Испытания на долговечность включают технически чистый титан (CP-Ti), титановые сплавы, оболочки Monel 400 и Monel K500. Подробности испытаний приведены в таблице 1. Испытанные фитили включают сито из CPTitanium, спеченный порошок CP-титана, сетчатый фильтр Monel 400 и спеченный порошок Monel 400.
Труба 105, Монель 200 Сетка Монель Фитиль Рис. 2. Измерения при низких температурах (неконденсирующийся газ) для Monek / Water Heat Pipe 105, работающих при 500K. |
Фаза II, труба 3, титановый цилиндр класса 7 |
Типичные результаты показаны на рисунках 2 и 3 для монеля и титанового сплава соответственно. По трубам «Монель» признаков газообразования не наблюдается.
Как показано на Рисунке 3, все титановые тепловые трубки изначально генерировали газ. Считалось, что это результат процесса пассивации, в результате которого на поверхности тепловой трубы образовался оксид титана.Газ был удален из всех этих труб путем нагревания примерно до 115 ° C и их выпуска. Термопары контролируются, чтобы убедиться, что неконденсирующийся газ был вытеснен из конденсатора из-за разницы давлений.
Затем заполняющая трубка тепловой трубки закрывается.
РАБОЧИЕ ЖИДКОСТИ СО СРЕДНЕЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ
Обсуждаемые выше работы по разработке и долговечности тепловых трубок показывают, что водяная рабочая жидкость в тепловых трубках из титана или монеля является отличным устройством для охлаждения электроники при температурах до 280 ° C.По мере приближения температуры к критической точке воды (374 ° C) давление пара становится слишком высоким, а поверхностное натяжение слишком низким, чтобы вода могла использоваться в качестве рабочей жидкости. При очень высоких температурах (примерно выше 425 ° C) цезий и другие щелочные металлы могут использоваться в качестве рабочей жидкости для тепловых трубок.
В настоящее время исследуются альтернативные рабочие жидкости для диапазона температур от 150 C до 450 C. Помимо высокотемпературного охлаждения электроники, другие области применения тепловых трубок включают радиаторы космических аппаратов, терморегулирование топливных элементов и системы рекуперации отработанного тепла.
Доступны многие другие рабочие жидкости с более низким давлением пара, включая ртуть, жидкости Dowtherm, смеси серы и йода, нафталин, фенол, толуол и различные галогенидные соли (Anderson et al., 2004, Deverakonda and Anderson, 2005).
Рис. 4. Давление пара для некоторых галогенидных жидкостей с промежуточной температурой. Вода и цезий показаны для справки.
Типичное давление пара для нескольких галогенидов показано на рисунке 4. Практически все жидкости имеют более низкое давление пара, чем вода, и многие из них на порядок ниже.Привлекательной особенностью галогенидов является то, что хлорид, бромид и иодид обычно охватывают широкий диапазон давления пара (см. TiCl 4 , TiBr 4 и TiI 4 на рисунке 4).
Для каждой из этих жидкостей также было нанесено число добротности, чтобы можно было сравнить эти материалы друг с другом и с водой. Показатель качества (коэффициент переноса жидкости) – это
средство ранжирования жидкостей для тепловых труб, с более высоким числом более желательным:
На рис.
5 сравнивается добротность некоторых заменяющих жидкостей с водой.Вода имеет гораздо более высокий показатель качества, чем другие жидкости, поэтому ее используют при температурах до 300 ° C. При более высокой температуре необходимо использовать другие жидкости. Цезий показан только для сравнения. Он подходит только для температур выше примерно 450 ° C, поскольку звуковой предел не позволяет ему передавать значительную мощность при более низких температурах.
Рис. 5. Зависимость числа достоинств от температуры, потенциала тепловой трубы и рабочих жидкостей LHP.
ИСПЫТАНИЯ СЛУЖБЫ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
Как обсуждалось выше, вода обычно является предпочтительной текучей средой при температурах ниже примерно 280-300 ° C из-за ее превосходных свойств текучей среды.При более высоких температурах необходимо использовать другую жидкость. Таблица 2, основанная на данных Saaski и Hartl (1980), и Groll et al (1989, Heine et al., 1984), суммирует предыдущие жизненные испытания с органическими жидкостями при температурах выше 250 ° C.
Как показано в Таблице 2, органические жидкости несовместимы при температурах, приближающихся к 400 ° C, а только при более низких температурах. По этой причине мы сосредоточились на галогенидах. Галогениды – это соли металлов, таких как титан, алюминий, бор, сурьма, олово и кремний.
СОВМЕСТИМОСТЬ С ГАЛИДАМИ
Saaski и Owzarsky (1977) предложили электрохимический метод для прогнозирования совместимости галогенидных рабочих жидкостей с материалами оболочки. Тарау и др. (2007) обнаружили, что эта процедура хорошо согласуется с предыдущими испытаниями на долговечность, и использовали ее для выбора новых комбинаций рабочей жидкости / оболочки для тестирования.
Рис. 6. Хорошие рабочие жидкости
(с точки зрения совместимости)
Высокие потенциалы разложения.
В то время как галогениды / соли хорошей оболочки
Материалы имеют низкий потенциал разложения.
Процедура вычисляет разность электродвижущей силы реакции между рабочей жидкостью и оболочкой.
Стандартная разность электродвижущих сил или разность потенциалов, ΔE 0 , представляет собой разность между потенциалами разложения двух галогенидов, галогенида металлической оболочки M a X cp и рабочей жидкости M b X с :
Стандартная разность ЭДС, ΔE 0 – это потенциал разложения оболочки за вычетом потенциала разложения жидкости. Если стандартная разница ЭДС, ΔE 0 , положительна, тогда реакция может протекать самопроизвольно, и стенка будет реагировать химически. Когда стандартная разность ЭДС отрицательна, вероятность спонтанной реакции значительно снижается. Это дает следующий критерий выбора рабочего тела / материала оболочки: Галогенид материала оболочки должен иметь более низкий потенциал разложения, чем галогенид рабочего тела. Это показано на рисунке 6. AlCl 3 и TiCl 4 имеют высокий потенциал разложения, поэтому они являются хорошими рабочими жидкостями.
Молибден и железо имеют низкий потенциал разложения, поэтому должны быть хорошими материалами для оболочки.
Как показано в таблице 3, Tarau et al. сравнил теоретические прогнозы с существующими данными испытаний на долговечность галогенидов и получил очень хорошее согласие во всех случаях, кроме двух. Для титана / AlBr 3 теория предсказывает, что система несовместима.
Однако TiAl образовался во время испытаний, что не было предсказано теорией. Теория предсказывает, что AlBr 3 должен быть совместим с чистым алюминием.Во время ресурсных испытаний AlBr 3 разрушил границы зерен в алюминиевых сплавах; Очевидно, что реакционная способность легирующих добавок в промышленных сплавах требует более внимательного рассмотрения.
Выбор материала конверта
Разница электродвижущих сил использовалась для выбора материалов оболочки для испытаний на долговечность галогенидов. Возможные материалы оболочки включают алюминий, алюминиевые сплавы, титан, титановые сплавы, углеродистую сталь, нержавеющую сталь и суперсплавы.
Преобладающие металлические компоненты для этих оболочек включают Ti, Ni, Fe, Cr, Mo и Al.Были исследованы следующие галогениды: хлорид алюминия, бромид алюминия, хлорид сурьмы, бромид сурьмы, хлорид висмута, хлорид галлия, хлорид свинца, хлорид магния, дихлорид олова, тетрахлорид олова, хлорид цинка и хлорид циркония.
Разница электродвижущих сил показана на рисунке 7. Значения выше нуля нестабильны. В расчетах использовалась температура 400 ° C (673 K) с линейной интерполяцией имеющихся данных (разность потенциалов является лишь слабой функцией температуры).
Алюминий – наименее подходящий материал оболочки для галогенидов, за исключением Mg и Zr. С точки зрения ЭМП лучшим материалом для оболочки был бы молибден, а затем железо. Все галогениды имеют сильную отрицательную разность потенциалов с Мо и Fe, следовательно, имеют низкую вероятность самопроизвольной реакции. Результаты для железа предполагают, что углеродистая сталь является относительно стабильным материалом оболочки почти для всех галогенидов.
Никель, который является основным компонентом нержавеющих сталей и суперсплавов, демонстрирует умеренную нестабильность с трихлоридом висмута, трихлоридом сурьмы и тетрахлоридом олова.Однако он может быть стабильным с другими галогенидами, включая дихлорид олова. Титан более склонен к коррозии, особенно в присутствии трибромида сурьмы, трихлорида висмута, трихлорида сурьмы и тетрахлорида олова.
Рис. 7. Разница электродвижущих сил для возможных реакций галогенида / материала оболочки.
Таблица 4. Расчетная совместимость конверт / галогениды
Таблица 5. Первоначальные результаты жизни.
Испытания на жизнь галогенов
Данные на Рисунке 7 были использованы для оценки совместимости галогенидов с шестью различными потенциальными материалами оболочки, см. Таблицу 4 (0 – наименее совместимый, а 2 – наиболее совместимый).Алюминий и титан были исследованы, потому что они легкие, а сталь рассматривалась, потому что железо кажется очень совместимым, см.
Рис. 7.
Иван Локчи (2006) определил следующие материалы из суперсплавов Hastelloy в качестве возможных материалов стенок тепловых труб: B-3 (Ni-Mo), C-2000 (Ni-Cr-Mo) и C-22 (Ni-Cr-Mo- W). Критерии выбора были следующими (Locci, 2006): «Приобретение трех суперсплавов изначально основывалось на высокой общей коррозионной стойкости к кислотам или отличной стойкости к коррозионному растрескиванию под напряжением и питтингу, о которых сообщалось для сплавов.[Эти три сплава могут быть использованы] для исследования влияния тройных добавок
, например влияние Mo, Cr или W на окружающую среду тепловой трубы. Свариваемость была еще одним критическим фактором, который принимался во внимание, и в целом интерес использования суперсплавов заключается в гораздо более высокой удельной прочности, чтобы конкурировать с титановыми или алюминиевыми сплавами (например, уменьшенная толщина стенки -> сопоставимая плотность) ».
Из таблицы 4 четыре галогенида, которые считаются наиболее совместимыми с суперсплавами, – это AlBr 3 , SnCl 4 и TiCl 4 .Тепловые трубки были изготовлены из трех суперсплавов и трех галогенидов, см. Таблицу 5. TiBr 4 также считается совместимым на основании его химического сходства с TiCl 4 . Однако он значительно дороже, поэтому он будет рассматриваться с суперсплавами только в том случае, если TiCl 4 совместим.
Tarau et al. (2007) уже показали, что TiCl 4 совместим с титаном, поэтому TiBr 4 был испытан в титановой оболочке. Предварительные результаты испытаний на долговечность галогенидов приведены в таблице 5.AlBr 3 , TiCl 4 и TiBr 4 кажутся совместимыми, в то время как SnCl4 показывает признаки газообразования.
ВЫВОДЫ
Были представлены две альтернативы меди / воде. Первый, использующий воду с высокопрочными материалами стенок, дает высокие характеристики воды при температурах до 300 ° C. Были представлены признаки зрелости, в том числе данные испытаний на долговечность, наличие подходящей структуры фитиля, а также возможность изготовления тепловых трубок и точного прогнозирования их характеристик.Тепловые трубы из титана / воды и монеля / воды можно считать зрелой или основной технологией, готовой к широкому применению. Второй представленной альтернативой была замена рабочих жидкостей. Они обладают хорошими тепловыми характеристиками, но при гораздо более низком давлении пара и позволяют использовать материалы с малой массой стенок, такие как алюминий или тонкая нержавеющая сталь. Эта альтернатива, однако, менее продумана и потребует дополнительной работы для полного определения термодинамических свойств некоторых рабочих жидкостей и определения конвертов с долговременной совместимостью.Любая из двух альтернатив может предложить решение для охлаждения высокотемпературной электроники или электроники, работающей при 150 ° C или выше.
БЛАГОДАРНОСТИ
Большая часть работ, представленных в этой статье, спонсировалась Исследовательским центром Гленна НАСА по контрактам NNC04CA32C и NNC05TA36T. Дуэйн Бич был техническим наблюдателем. Мы хотели бы поблагодарить Ивана Локчи из NASA Glenn Research Center за предоставленные конверты из суперсплава, а также за множество полезных обсуждений. Дэвид Глатфелтер, Родни Макклеллан и Крис Стовер из Advanced Cooling Technologies были главными техническими специалистами в описываемой работе.Они изготовили и протестировали тепловые трубки для испытаний на долговечность, а также провели работы по разработке фитилей.
ССЫЛКИ
Андерсон, В. Г., Дассинджер, П. М., Боннер, Р. У. и Сарраф, Д. Б., «Высокотемпературные тепловые трубы титан-вода и монель-вода», 4-е заседание IECEC, Американский институт аэронавтики и астронавтики, Рестон, штат Вирджиния, 2006 г., документ № AIAA-2006-4113.
Андерсон, У. Г., Розенфельд, Дж., Девараконда, А., и Ми, Ю., «Оценка рабочих жидкостей для тепловых труб в диапазоне температур от 450 до 750 К», STAIF-2004, Материалы конференции AIP No.699, 2004, стр. 20-27.
Девараконда, А., и Андерсон, WG, Термофизические свойства жидкостей для тепловых труб со средней температурой, NASA Glenn Research Center, NASA / CR-2005-213582,
Cleveland, OH, 2005.
Dussinger, PM, Anderson , WG, и Сунада, штат Вашингтон, «Проектирование и тестирование тепловых трубок из титана / цезия и титана / калия», Протоколы IECEC 2005, AIAA, ISBN 1563477696, Сан-Франциско, Калифорния, 15-18 августа 2005 г.
Groll, М., «Исследования и разработки тепловых труб в Западной Европе», Системы рекуперации тепла и ТЭЦ (комбинированное производство тепла и электроэнергии), 9 (1), стр.19-66, 1989.
Heine, D., M. Groll, and O. Brost, «Химическая совместимость и термическая стабильность рабочих жидкостей для тепловых труб в диапазоне температур от 200 ° C до 400 ° C», 8-й Конгресс ChiSA, Прага. , 3-7 сентября 1984 г.
Ишизука, М., Сасаки, Т., и Миядзаки, Ю., «Разработка титановых тепловых трубок для использования в космосе», Труды симпозиума по механике космического полета, стр. 157 -165, March, 1985.
Locci, IE, Devarakonda, A., Copeland, EH, и Olminsky, JK, «Аналитическое и экспериментальное исследование термохимической совместимости материалов потенциальных тепловых труб», 3-е место IECEC, Американский институт аэронавтики и Астронавтика, Рестон, Вирджиния, 2005 г., статья №AIAA-2005-5666.
Locci, IE, личное сообщение, 2006.
Lundberg, LB, «Исследования коррозии титано-калийных тепловых труб», Международный симпозиум по высокотемпературной коррозии в энергетических системах, Детройт, Мичиган, сентябрь 1984 г.
Технический бюллетень Monel 400, специальный Металлы, http://www.specialmetals.com/documents/Monel%20alloy%2 0400.pdf, 2005.
Технический бюллетень Monel K-500, специальные металлы, http://www.specialmetals.com/documents/Monel% 20alloy% 2 0K-500.pdf, 2005.
Saaski, E.W. и Owzarski, PC, Двухфазные рабочие жидкости для диапазона температур от 50 до 350 ° C, NASA CR-135255, NASA Lewis Research Center, Кливленд, Огайо, 1977.
Сааски, EW, и Хартл, JH, Двухфазные рабочие жидкости для диапазона температур от 50 до 350 ° C, НАСА CR-159847, Исследовательский центр Льюиса НАСА, Кливленд, Огайо, 1980.
Сена и Дж. Т., Мерриган, Массачусетс, «Ниобий 1 процент циркония / Калий и титан / Проектирование и испытание тепловых трубок для испытаний на срок службы калия », материалы 7-го симпозиума по космическим ядерным энергетическим системам, 195, Американский институт физики, Мелвилл, штат Нью-Йорк, январь.1990.
Swanson, T., Buchko, M.,. Бреннан П., Белло М. и Стояноф; М., «Криогенный двухфазный полетный эксперимент»; Обзор результатов »симпозиума по малым грузам шаттла 1995 г., НАСА, стр. 111-123, Балтимор, Мэриленд, 25-28 сентября 1995 г.
Тарау, К., Сарраф, Д. Б., Локчи, И. Е., и Андерсон, РГ, «Испытания на срок службы жидкостей при промежуточных температурах – теория», Труды, STAIF 2007, Материалы конференции AIP № 880, стр. 137-146, 2007.
Amazon.com: Обновленная гладкая биметаллическая терморазрывная биметаллическая терморазрывная трубка для подачи цельнометаллической бочки, совместимая с 1.75MM V6 HOTEND, экструдер Titan Aero и 3D-принтер Prusa i3 MK3 MK3S: Industrial & Scientific
Итак, это «биметаллический терморазрыв» для 3D-принтеров, адаптированный для модели V6 Hot end и теплоотвода и т.п.Биметалл, это означает, что настоящая трубка / трубка представляет собой металл с очень низкой теплопередачей (игла шприца для подкожных инъекций немного крупнее), который с обоих концов приварен к куску меди с резьбой, который является очень хорошим металлом теплопередачи, лучше чем алюминий.
Таким образом, чтобы нижняя часть резьбы M6 передавала трубке много тепла, плавя нить до того, как она войдет в сопло, в то время как оголенная трубка между медными концами не должна передавать тепло сверху (тепловой разрыв) на другой медный кусок резьбы M7, который входит в радиатор, с очевидной целью предохранить нить накала в нем от расплавления и, следовательно, твердого тела, причина, по которой радиатор постоянно охлаждается (воздухом или жидкостью) и удерживает этот конец тепло прерывается как можно холоднее.
Теория аккуратная, практики нет, на качество комплектующих и сборку жульничали.
Для начала, продавец хвастается, что концы с медной резьбой прочно приварены к металлу иглы / трубы и не разделяются.
Моя сделала, и это противоположно тому, что вы красны в их описании, за что было заплачено более 30 долларов США?
Теперь мне нужно покупать другие, может быть, у другого продавца, но я боюсь, что производитель – та же самая «понимающая» компания.
Затем у меня часто возникало замятие нити при печати, и, как я выяснил, это связано с иглой / трубкой, которая обрезана с обоих концов, но не воронка, в результате чего нить врезается в острые внутренние края и застревает.
Я разобрал это, сначала просверлив 4-миллиметровым сверлом на половину мм в верхнем конце теплового разрыва, затем я использовал маленькую коническую коронку, чтобы отполировать это; «зеркального класса», чем другая небольшая фреза, сферическая, для завершения полировки и придания формы, создавая таким образом воронкообразный вход в трубу, который начинается с диаметра 4 мм и заканчивается какой бы то ни было трубкой, я полагаю, диаметром 2 мм. И глушить чудом прекратилось.
Но я также понял, что труба / трубка / игла сделаны из мягкого материала, который легко просверлить, следовательно, не из хромового вольфрама, который используется в таких изделиях, в лучшем случае из нержавеющей стали, дешевой.
В производстве с правильными настройками обработки (а они очень дешевы) эта воронка, на которую у меня ушло 10 минут вручную с дрелью Makita на 9 В, им потребовалось бы около одной минуты.
И приварка трубки / иглы шприца к медной части; сделано на основе усадки под давлением, я полагаю, фитинг горячих медных деталей, растянутых под действием тепла, над суперзамороженной трубой, усаженной криогенизацией, будет удерживать гораздо больше, если труба не будет полироваться с внешней стороны, напротив, она должна быть не только шероховатой, но и с бороздками (ружейный или аналогичный).
Вывод, результат менее чем посредственный, держитесь от них подальше.
Исследования разрушения сварных соединений биметаллических труб при монотонной и циклической нагрузке
https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2021.104351Получить права и содержаниеОсновные моменты
- •
Исследования разрушения были выполнены на сварных соединениях биметаллических труб при монотонном и циклическом нагружении.
- •
Первоначальная трещина в слое масла уменьшила нагрузку обрушения на 12% по сравнению с начальной трещиной в ЗТВ.
- •
Независимо от местоположения начальной трещины в сварном шве, ЗТВ или наложения масла, рост трещины происходил в аустенитной области.
- •
Устойчивость к росту трещин при циклическом нагружении была значительно ниже, чем при монотонном нагружении.
Abstract
Исследования разрушения проводились на сварных соединениях биметаллических труб с внешним диаметром 324 мм, имеющих трещины на различных участках сварного шва в окружном направлении.Сварные соединения биметаллических труб выполнялись из низколегированной стали (ферритной) и нержавеющей стали (аустенитной). В качестве сварочного материала использовался сплав на основе никеля. Первоначальный надрез был расположен в различных областях сварных соединений, таких как основные металлы (ферритные и аустенитные), центр сварного шва, смазка (сплав на основе никеля на низколегированной стали) и зоны термического влияния. После предварительного усталостного растрескивания были проведены испытания на разрушение при четырехточечном изгибе при монотонном и циклическом нагружении.Во время испытаний на разрушение регистрировали нагрузку, смещение линии нагрузки, прогибы, окружные деформации, рост поверхностной трещины, смещение устья трещины. Кроме того, количество циклов до отказа отслеживалось для испытаний при циклической нагрузке. При монотонном нагружении нагрузка обрушения сварного соединения биметаллической трубы, имеющего начальную трещину в центре наложения масла, уменьшилась на 12% по сравнению с нагрузкой обрушения для трещины в центре зоны термического влияния. Трещина отклонялась в сторону аустенитной области для сварных швов, имеющих трещину в центре сварного шва, центре наплавки и зоне термического влияния.Сварные соединения биметаллических труб, подвергавшиеся циклической нагрузке, не выдерживали при меньшем количестве циклов, даже когда амплитуда нагрузки была значительно ниже нагрузки обрушения при монотонной нагрузке. Стойкость к росту трещин в сварных соединениях биметаллических труб при циклическом нагружении была значительно ниже, чем при монотонном нагружении с контролем смещения.
Ключевые слова
Сварной шов биметаллической трубы
Сквозной надрез
Сквозной надрез
Зона термического влияния
Монотонный разрыв
Циклический разрыв
Рекомендуемые статьи 2021 Elsevier Ltd.Все права защищены.
Рекомендуемые изделия
Ссылки на статьи
Биметалл: определение, свойства и применение
Многие бытовые, коммерческие и промышленные процессы полагаются на термостатические биметаллы для электрических или механических приводов. Их можно найти во многих управляющих переключателях, таких как ранние термостаты, часы, автоматические выключатели и электрические приборы.
Что такое биметалл?
Биметалл или термостатический металл – это лист или полоса из двух или более композиционных материалов с разными коэффициентами линейного теплового расширения, соединенных клепанием, пайкой или сваркой.Материал с большим коэффициентом теплового расширения (CTE) считается активным компонентом, а материал с меньшим CTE – пассивным компонентом. Активный компонент обычно состоит из сплавов, содержащих в различных количествах железо, марганец, никель или хром. В то время как с пассивной стороны часто выбирают инвар, железо-никелевый сплав, содержащий 36% никеля. Некоторые биметаллы включают третий слой меди или никеля между активной и пассивной сторонами, чтобы увеличить теплопроводность и уменьшить удельное электрическое сопротивление материала [1, 2].
Свойства биметалла
Биметаллы работают со склонностью металлов расширяться при нагревании и сжиматься при охлаждении. Результирующее изменение кривизны или изгиба в ответ на изменение температуры является фундаментальным свойством всех термостатических биметаллов. Фактически изменение температуры преобразуется в механическое смещение. Поведение биметаллов предсказуемо и повторяемо. Компоненты, используемые для биметаллов, выбираются по их температурным характеристикам, а также по их теплопроводности, стабильности, прочности, технологичности и электрическим свойствам.
Гибкость
Основной характеристикой биметалла является гибкость, также известная как удельная кривизна. Это важное свойство биметалла, которое определяется изменением кривизны вдоль его продольной оси. Это выражается как [3]:
где,
F = гибкость (° F -1 ) (SI: ° C -1 ) *
R2, R1 = радиусы кривизны активной и пассивной сторон соответственно (дюймы) (SI: мм)
T = толщина полосы (дюйм) (SI: мм)
T2, T1 = температура (° F) (SI: ° C)
* Это просто представляет собой единицу СИ после математического преобразования из стандартной системы.Это нестандартная единица. Аналогично следует по всему тексту, если не указано иное. См. Обозначение ASTM B106 .
А для простой балки:
где,
L = расстояние между точками опоры (дюйм) (СИ: мм)
B = перемещение (дюймы) (СИ: мм)
Изображение 1: Схематическая диаграмма теста на гибкость. Получено по ссылке Ref.3
Радиус закругления
Кроме того, приведенное ниже уравнение показывает изгиб или радиус кривизны биметаллической полосы. Здесь мы можем увидеть факторы, влияющие на изгиб биметалла и его соотношение [3]:
где,
ρ = радиус кривизны полосы (дюйм) (СИ: мм)
α1 = коэффициент расширения первой полосы (° F -1 ) (SI: ° C -1 )
α2 = коэффициент расширения второй полосы (° F -1 ) (SI: ° C -1 )
T0, T1 = температура (° F) (SI: ° C)
E1 = модуль упругости первой полосы (фунт / кв. Дюйм) (СИ: Па)
E2 = модуль упругости второй полосы (фунт / кв. Дюйм) (СИ: Па)
t1, t2 = толщина каждого компонента (дюймы) (СИ: мм)
t = толщина склеенной ленты (дюймы) (СИ: мм)
п = E1 / E2
м = t1 / t2
Это уравнение показывает, что термостатический изгиб биметалла прямо пропорционален изменению температуры составляющих полос и разнице КТР, и обратно пропорционален толщине объединенных полос.На радиус кривизны также влияют соотношение толщины и соотношение модулей упругости двух полос.
Удельное электрическое сопротивление и теплопроводность
Для приложений, в которых тепло генерируется путем пропускания электрического тока через биметалл, важно знать удельное электрическое сопротивление и теплопроводность как параметры изменения температуры. Это верно для многих биметаллов, которые используются в качестве выключателей.Для резистора приведенное ниже уравнение показывает, как можно определить повышение температуры [3]:
где,
ΔT = повышение температуры (° C)
I = ток (A)
ε = удельное электрическое сопротивление (мкОм)
θ = время (с)
c = удельная теплоемкость (Дж / г ° C), оцененная в 0,502 для всех биметаллов
d = плотность (г / см 3 )
w = ширина (мм)
t = общая толщина (мм)
Используя удобные коэффициенты пересчета, можно получить аналогичную формулу в английских единицах.
Применение биметалла
Индикация температуры
Биметаллы используются для индикации температуры, как в спиральных или спиральных стрелочных термометрах. Такие термометры помогают измерять температуру в офисах, холодильниках и даже на крыльях самолетов. Биметаллы этого типа обычно имеют толщину от 0,005 дюйма (0,127 мм) до 0,015 дюйма (0,381 мм), и катушка установлена на шкале указателя, поскольку она создает достаточный крутящий момент для свободного перемещения указателя.Температурный диапазон, охватываемый биметаллами, составляет примерно от -50 ° F до 1000 ° F (от -46 ° C до 538 ° C). Скорость углового отклонения обычно составляет 2,5–3 ° на градус Фаренгейта [4].
Контроль температуры
Биметаллы используются как средство контроля температуры, например, в термостатах комнатной температуры. В таких устройствах биметаллический нож удерживает токопроводящую точку контакта, которая связана со связанной статической точкой контакта.