ASTM B111 / ASME SB111 Tubo de Cobre C12200 para Condensador e Trocador de Calor

Tubo de Cobre ASTM B111 / ASME SB111 C12200 para Aplicações em Condensadores e Trocadores de Calor

ASTM B111 é uma norma desenvolvida pela American Society for Testing and Materials, que especifica os requisitos técnicos para a composição química, propriedades mecânicas, tolerâncias dimensionais, ensaios não destrutivos, ensaios hidrostáticos e outros aspectos de tubos de cobre e ligas de cobre sem costura utilizados na fabricação de condensadores, evaporadores e trocadores de calor.C12200 é uma classe específica de liga de cobre especificada sob esta norma, pertencente ao cobre desoxidado por fósforo, que é um cobre livre de oxigênio com baixo teor residual de fósforo.

Por que o Tubo de Cobre ASTM B111 C12200 é amplamente utilizado na Indústria de Troca de Calor? 

• Excelente condutividade térmica: O cobre possui excelente condutividade térmica, perdendo apenas para a prata, enquanto o tubo de cobre C12200 possui um coeficiente de condutividade térmica muito alto (cerca de 391 W/m · K), que é a principal vantagem de torná-lo um tubo de troca de calor, como um tubo de condensador e troca de calor, capaz de transferir calor de forma eficiente.
• Boa resistência à corrosão: O tubo de cobre C12200 não só possui boa resistência à corrosão e pode manter um excelente desempenho em água doce e água de condensado de vapor, mas também possui boa resistência à corrosão por remoção de zinco e fissuração por corrosão sob tensão, ambas devido ao elemento fósforo. A resistência à corrosão por remoção de zinco é uma vantagem significativa do cobre desoxidado contendo fósforo, como o C12200, em comparação com o cobre livre de oxigênio, como o C10200/C10100. Em ambientes contendo oxigênio dissolvido e dióxido de carbono em água salobra, água do mar ou certos produtos químicos de tratamento de água, os tubos de níquel-cobre comuns são propensos à remoção de zinco devido à dissolução seletiva do zinco, deixando para trás estruturas de cobre porosas e frágeis. O fósforo no C12200 pode efetivamente impedir que essa forma de corrosão ocorra, além de melhorar a resistência à fissuração por corrosão sob tensão de tubos de cobre em ambientes de mídia específicos, como amônia.
• Bom desempenho de soldagem e brasagem: A presença de fósforo melhora o desempenho de soldagem e brasagem dos tubos de cobre, tornando mais fácil realizar conexões de placa de tubo durante a fabricação de trocadores de calor.

• Boas propriedades mecânicas e de processamento: Os tubos de cobre C12200 possuem resistência, dureza e ductilidade suficientes, tornando-os fáceis de dobrar, expandir e moldar para atender aos requisitos de instalação.

• Boa ductilidade e tenacidade: Os tubos de cobre C12200 podem manter boa tenacidade mesmo em temperaturas mais baixas.

• Condutividade: Devido à presença de impurezas de fósforo, embora a condutividade do tubo de cobre C12200 seja ligeiramente inferior à do cobre livre de oxigênio, como o C10200/C10100, sua condutividade ainda é muito alta, cerca de 85-90% IACS, o que é suficiente para atender às necessidades da grande maioria das aplicações de troca de calor.

Composição Química do Tubo de Cobre ASTM B111 C12200 Composição

Qual a diferença entre o Tubo de Cobre ASTM B111 C12200 e outros Tubos de Cobre?

• Vs C11000 (Cobre eletrolítico duro ETP): O C11000 possui um teor de oxigênio mais alto (0,02% -0,04%), o que pode causar fragilização por hidrogênio em atmosferas redutoras, como hidrogênio, e sua resistência à corrosão por remoção de zinco não é tão boa quanto a do C12200. O C12200, devido ao tratamento de desoxidação, evita problemas de fragilização por hidrogênio e possui melhor resistência à remoção de zinco, tornando-o uma escolha melhor para tubos de condensador.
• Vs C10200/C10100 (Cobre Livre de Oxigênio): O cobre livre de oxigênio possui a maior condutividade elétrica e térmica, próxima a 100% IACS, e boa resistência à fragilização por hidrogênio, mas sua resistência à corrosão por remoção de zinco não é tão boa quanto a do C12200. O cobre livre de oxigênio C10200/C10100 geralmente é mais caro e é comumente usado em situações em que alta condutividade é necessária para condutores ou em ambientes extremamente sensíveis à fragilização por hidrogênio.
• VS tubos de liga de cobre-níquel (como latão naval C44300, latão de alumínio C68700, CuNi 70/30, CuNi 90/10): Esses tubos de liga de cobre possuem melhor resistência à corrosão em água do mar ou em ambientes mais agressivos, especialmente em termos de resistência à corrosão por erosão e resistência à corrosão por água do mar, mas menor condutividade térmica do que o C12200 e custos de produção mais altos. O C12200 é mais econômico em água doce, água salobra ou ambientes de água do mar relativamente brandos.

Em quais indústrias os Tubos de Cobre ASTM B111 C12200 são principalmente utilizados?

• Condensador de usina: Esta é a maior e mais clássica aplicação dos tubos de cobre ASTM B111 C12200, usado principalmente para condensar e retornar o vapor de exaustão da turbina.

• Condensadores e trocadores de calor de navios: Os tubos de cobre ASTM B111 C12200 podem ser usados para condensação e vários sistemas de resfriamento em usinas de navios.

• Trocadores de calor em processos petroquímicos, químicos e industriais: O ASTM B111 C12200 pode ser usado para resfriar fluidos de processo, aquecer meios, etc.

• Evaporadores e condensadores em sistemas HVAC, especialmente em chillers e grandes sistemas.

• Equipamentos de refrigeração: como componentes de troca de calor para grandes câmaras frigoríficas e máquinas de refrigeração industrial.

• Outras aplicações de troca de calor que exigem alta condutividade térmica, resistência à corrosão e boa conformabilidade.

Resumo:

O tubo de cobre sem costura ASTM B111 C12200 (cobre desoxidado por fósforo DHP) é econômico e possui excelente condutividade térmica, alta pureza e inércia biológica, excelente ductilidade e conformabilidade, e nenhum risco de doença por hidrogênio, tornando-o amplamente utilizado em sistemas de refrigeração, sistemas de água potável, sistemas de aquecimento de baixa pressão e trocadores de calor industriais gerais que lidam com meios não corrosivos.

No entanto, o ASTM B111 C12200 possui resistência à corrosão por erosão e resistência à corrosão por dezincificação muito pobres, e possui baixa resistência mecânica. Portanto, ao escolher usar tubos de cobre sem costura ASTM B111 C12200, é necessário limitar estritamente seu ambiente de uso, como água limpa, fluidos não oxidantes, sem partículas sólidas, baixa vazão, sem íons cloreto, sem amônia, etc. Uma vez que esses limites sejam excedidos, ou íons cloreto ou altas vazões apareçam, latão de alumínio (C68700), latão naval (C44300) ou liga de cobre-níquel (C70600, C71500) devem ser usados.