Mengapa Kuprum dan Kuprum-Nikel Tidak Serupa
Kuprum tulen boleh dikenali dengan ton oren-merah hangatnya. Apabila nikel dilarutkan ke dalam kekisi kuprum, gelagat optik logam berubah: pantulan dalam kawasan inframerah merah dan hampir-menurun manakala lengkung pemantulan mendatar merentasi jalur yang boleh dilihat, jadi permukaan dianggap sebagai kelabu, perak atau putih hangat dan bukannya merah. Oleh itu, tiub kuprum 90/10 yang baru diasinkan-(UNS C70600) kelihatan keperakan dan gred 70/30 (C71500) kelihatan lebih putih. Warna ialah penunjuk pertama yang berguna, tetapi ia bukan spesifikasi. Filem oksida, pewarna penyepuhlindapan dan kemasan permukaan semuanya mengubah apa yang dilihat oleh mata, jadi warna harus sentiasa disahkan dengan pemeriksaan kedua yang boleh diukur.
Data Rujukan untuk Tiga Gred Biasa
| Harta benda | C11000 ETP tembaga | C70600 CuNi 90/10 | C71500 CuNi 70/30 |
|---|---|---|---|
| Warna nominal | Merah-oren | Perak{0}}kelabu | Perak-putih |
| Komposisi nominal | Cu 99.90 min | Baki Cu, Ni 10, Fe 1.0-1.8, Mn 1.0 maks | Baki Cu, Ni 29-33, Fe 0.4-1.0, Mn 1.0 maks |
| Ketumpatan | 8.94 g/cm³ | 8.94 g/cm³ | 8.94 g/cm³ |
| Kekonduksian elektrik pada 20 darjah | 100-101 % IACS | Kira-kira 9 % IACS | Kira-kira 5% IACS |
| Kekonduksian terma | Kira-kira 390 W/(m·K) | Kira-kira 45 W/(m·K) | Kira-kira 29 W/(m·K) |
| Tindak balas magnet | Bukan-magnet | Bukan-magnet | Bukan-magnet |
| Produk kakisan luar biasa | Verdigris hijau | Filem coklat-kelabu | Filem coklat-kelabu |
| Perkhidmatan biasa | Air boleh diminum, konduktor elektrik | Penukar haba marin, paip air laut | Tugas air laut yang teruk, halaju yang lebih tinggi |
Dua entri dalam jadual itu lebih berguna daripada yang lain. Pertama, ketumpatan adalah hampir sama untuk ketiga-tiga gred, jadi pemeriksaan ketumpatan tidak boleh memisahkan kuprum daripada kuprum-nikel; ia hanya menolak pengganti keluli atau aluminium. Kedua, kekonduksian elektrik berbeza dengan kira-kira faktor sepuluh, yang menjadikan empat-ukuran rintangan terminal sebagai ujian berasaskan instrumen-yang paling praktikal di bengkel atau di dermaga.
Ujian Lapangan dan Bengkel Yang Berfungsi
Failkan tempat baru.Potong atau fail melalui lapisan oksida dan lihat logam kosong dalam beberapa saat. Tembaga berbunyi merah; kuprum-nikel berbunyi kelabu kepada perak. Ini adalah pemeriksaan terpantas yang boleh dipercayai dan tidak memerlukan peralatan.
Ukur rintangan.Kuprum menunjukkan kerintangan isipadu kira-kira 0.0172 µΩ·m (100 % IACS), C70600 kira-kira 0.19 µΩ·m dan C71500 agak lebih tinggi. Mikro-ohmmeter dengan panjang tolok tetap memisahkan keluarga dengan jelas; gunakan panjang dan suhu yang sama untuk kedua-dua bacaan.
Tonton bagaimana bintik berfail bertindak balas terhadap asid nitrik cair.Kuprum bertindak balas dengan cepat dan menghasilkan penyelesaian biru-hijau yang berwarna kuat; aloi galas nikel-bertindak dengan ketara dengan lebih perlahan. Ujian ini adalah kualitatif dan harus digunakan hanya sebagai pemeriksaan sokongan di kawasan pengudaraan dengan perlindungan peribadi yang betul.
Lihatlah patina, bukan kilauannya.Tembaga yang terdedah di luar menghasilkan karbonat tembaga asas hijau. Kuprum-nikel menghasilkan filem pelindung coklat-kelabu nipis dan mengekalkan nada yang lebih kusam dan sejuk.
Jangan bergantung pada magnet.Kedua-dua keluarga secara berkesan bukan-magnet pada suhu bilik, jadi magnet tidak memisahkan satu daripada yang lain dan hanya mengesan pencemaran keluli ferit.
Langkau ujian percikan.Ujian percikan adalah teknik keluli karbon dan aloi dan tidak mempunyai makna untuk aloi kuprum.
Di mana Perbezaan Mengubah Keputusan Kejuruteraan
Dalam air boleh diminum dan paip am, kos rendah, kekonduksian terma yang tinggi dan penyambungan fosforus-kuprum ternyahoksida yang mudah menjadikannya pilihan lalai. Dalam air laut, gambar terbalik: kuprum-nikel menahan serangan hentaman dan pitting klorida jauh lebih baik dan bertolak ansur dengan halaju aliran yang lebih tinggi, yang membolehkan dinding yang lebih nipis dan berkas tiub yang lebih ringan. Jurang kekonduksian terma adalah besar, kira-kira 390 W/(m·K) berbanding 45 W/(m·K) untuk 90/10, jadi pereka bentuk penukar haba yang menggantikan satu bahan dengan bahan yang lain mesti mengira semula luas permukaan yang diperlukan dan bukannya menukar tiub atas dasar serupa-untuk-seperti. Nikel juga mendominasi harga aloi, itulah sebabnya 90/10 biasanya dinyatakan di mana 70/30 tidak diperlukan dengan ketat.
Pengesahan Makmal
Apabila sijil bahan hilang atau dipertikaikan, tiga teknik menyelesaikan persoalan. Pendarfluor-sinar X memberikan angka nikel separa-kuantitatif pantas pada permukaan yang disediakan. Spektrometri pelepasan optik selepas percikan bersih memberikan komposisi penuh yang boleh dibandingkan secara langsung dengan spesifikasi gred. Metallografi yang merosakkan, disokong oleh lintasan kekerasan, menunjukkan struktur butiran dan -paras kerja sejuk dan seterusnya mengesahkan kemarahan serta aloi. Ujian arus pusar ditambah pada berkas tiub untuk mengesahkan ketebalan dinding dan mengesan keretakan tanpa memotong tiub.
Soalan Lazim
S: Adakah kuprum-nikel magnet?
Tidak. Kedua-dua kuprum dan kuprum-nikel bukan-magnet pada suhu bilik, jadi magnet tidak boleh digunakan untuk membezakannya. Magnet hanya akan mendedahkan pencemaran oleh keluli ferit.
S: Bolehkah saya mengenal pasti aloi mengikut ketumpatan?
No. C11000, C70600 dan C71500 semuanya hampir 8.94 g/cm³. Pengukuran ketumpatan berguna untuk menyemak dakwaan bahawa sesuatu bahagian ialah logam asas yang berbeza, bukan untuk mengasingkan kuprum daripada kuprum-nikel.
S: Mengapakah cupronickel kelihatan perak apabila tembaga kelihatan merah?
Nikel dalam larutan pepejal mengubah lengkung pemantulan optik aloi. Pantulan dalam titisan inframerah merah dan dekat-dan lengkung yang kelihatan menjadi rata, jadi mata mentafsirkan permukaan sebagai kelabu atau perak dan bukannya merah.
S: Aloi tembaga manakah yang paling kuat?
Kuprum berilium mencapai kekuatan tertinggi daripada keluarga kuprum, sehingga kira-kira 1,400 MPa dalam kerpasan-keadaan mengeras, dengan kekonduksian terma hampir 105 W/(m·K). Gred kuprum-nikel dipilih untuk rintangan kakisan dan keliatan berbanding kekuatan puncak.
S: Apakah sebutan yang setara dengan C70600?
C70600 ialah nombor UNS untuk aloi kuprum-nikel 90/10. Ia muncul sebagai ASTM B111, ASTM B466 dan ASME SB111 untuk produk tiub dan paip, dan ia dirujuk dalam amalan Eropah sebagai CuNi10Fe1Mn di bawah DIN 2.0872.
S: Adakah warna tiub terpakai memberitahu saya aloi yang mana?
Secara kasar sahaja. Filem servis, warna haba dan sejarah pembersihan semuanya mengalihkan warna yang jelas, jadi tiub terpakai harus dikenal pasti dengan tempat berfail ditambah bacaan rintangan atau semakan komposisi sebelum ia digunakan semula atau dikimpal.
