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ASTM B395 Kondensatorrohre
ASTM B395 Standard-Spezifikation für nahtlose U-Bogen-Wärmetauscher- und Kondensatorrohre aus Kupfer und Kupferlegierungen
1. ASTM B395 Geltungsbereich
1.1 Diese Spezifikation2 gilt für nahtlose U-Bogen-Kondensator-, Verdampfer- und Wärmetauscherrohre aus Kupfer und Kupferlegierungen mit einem Durchmesser von bis zu 2 Zoll (einschließlich). Rohre für diese Anwendung werden normalerweise aus den folgenden Kupfer- oder Kupferlegierungen hergestellt:
Zuvor verwendetes Kupfer oder Kupferlegierung
UNS Nr. 3 Bezeichnung Metallart
C10200 OFA sauerstofffrei ohne Desoxidationsmittelrückstände
C10300 sauerstofffrei, extra phosphorarm
C10800 sauerstofffrei, phosphorarm
C12000 DLPA phosphorisiert, geringer Restphosphor
C12200 DHPA phosphorisiert, hoher Restphosphorgehalt
C14200 DPAA phosphorisiert, Arsen
C19200 ... phosphorisiert, 1 % Eisen
C23000 ... Rotguss
C44300 Typen B, Admiralitätsmetalle
C44400 C,
C44500 D
C60800 ... Aluminiumbronze
C68700 Typ B Aluminium Messing
C70400 ... 95-5 Kupfer-Nickel
C70600 ... 90-10 Kupfer-Nickel
C71000 ... 80-20 Kupfer-Nickel
C71500 ... 70-30 Kupfer-Nickel
C72200 ... Kupfer-Nickel
2. ASTM B395 Referenzierte Dokumente
2.1 Die folgenden Dokumente in der zum Zeitpunkt des Materialkaufs gültigen Fassung sind, soweit hierin auf sie verwiesen wird, Bestandteil dieser Spezifikation:
2.2 ASTM-Normen:
B 153 Prüfverfahren für die Ausdehnung (Stiftprüfung) von Rohren und Schläuchen aus Kupfer und Kupferlegierungen4
B 154 Prüfverfahren für Quecksilbernitratprüfung für Kupfer und Kupferlegierungen4
B 170 Spezifikation für sauerstofffreie Elektrolyt-Kupferraffinerien4
B 224 Klassifizierung der Kupfererze4
B 601 Praxis für Zustandsbezeichnungen für Kupfer und Kupferlegierungen – geschmiedet und gegossen4
E 8 Prüfverfahren für die Zugprüfung metallischer Werkstoffe5
E 29 Vorgehensweise bei der Verwendung signifikanter Ziffern in Testdaten zur Ermittlung der Konformität mit Spezifikationen6
E 53 Prüfmethoden zur chemischen Analyse von Kupfer7
E 54 Prüfmethoden zur chemischen Analyse von Sondermessingen und Sonderbronzen7
E 55 Verfahren zur Probenahme von geschmiedeten Nichteisenmetallen und -legierungen zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung7
E 62 Prüfmethoden zur chemischen Analyse von Kupfer und Kupferlegierungen (Photometrische Methoden)
E 75 Prüfmethoden zur chemischen Analyse von Kupfer-Nickel- und Kupfer-Nickel-Zink-Legierungen7
E 112 Prüfverfahren zur Bestimmung der mittleren Korngröße5
E 243 Übung zur elektromagnetischen (Wirbelstrom-)Prüfung von Rohren aus Kupfer und Kupferlegierungen8
E 478 Prüfmethoden zur chemischen Analyse von Kupferlegierungen9
E 527 Übung zur Nummerierung von Metallen und Legierungen (UNS)10
3. ASTM B395 Terminologie
3.1 Definitionen von Begriffen, die für diesen Standard spezifisch sind:
3.1.1 Kann – wie in dieser Spezifikation verwendet, muss der Test nicht vom Hersteller des Materials durchgeführt werden. Sollte jedoch eine spätere Prüfung durch den Käufer ergeben, dass das Material diese Anforderungen nicht erfüllt, kann das Material zurückgewiesen werden.
3.1.2 U-Bogen-Rohr – ein Rohr, das in einer einzigen Ebene um 180° zu einer U-Form gebogen ist.
4. ASTM B395 Bestellinformationen
4.1 Bestellungen für U-Bogen-Rohre gemäß dieser Spezifikation müssen die folgenden Informationen enthalten:
4.1.1 Material (Abschnitte 5 und 6),
4.1.2 Temperament (Abschnitt 7),
4.1.3 Ob eine Zugprüfung erforderlich ist (Abschnitt 8),
4.1.4 Ob bei Kupfer-Nickel-U-Bogenrohren der U-Bogenteil entspannt geglüht werden muss (siehe 7.4),
4.1.5 Maße: Durchmesser und Wandstärke des Rohres (siehe 14.1 und 14.2),
4.1.6 Liste der erforderlichen Rohre im Doppelquerschnitt und Länge des dicken Querschnitts (siehe 5.2 und 14.3),
4.1.7 Liste der Biegeradien (siehe 14.5),
4.1.8 Länge der U-Bogen-Rohrschenkel (siehe 14.8),
4.1.9 Zertifizierung, falls erforderlich (siehe 22.1), und
4.1.10 Werksprüfbericht, falls erforderlich (siehe 23.1).
4.1.11 Wenn das Produkt nachträglich geschweißt werden soll (siehe Tabelle
2, Fußnote C).
4.2 Wird Material für Behörden der US-Regierung gekauft, muss es außerdem den hierin definierten Zusatzanforderungen entsprechen, sofern diese im Vertrag oder in der Bestellung angegeben sind.
5. ASTM B395 Materialien und Herstellung
5.1 Das Material muss von solcher Qualität und Reinheit sein, dass das fertige Produkt die in dieser Spezifikation vorgeschriebenen Eigenschaften und Merkmale aufweist.
5.2 Rohre, die mit einem kleinen Radius gebogen werden müssen, müssen, falls angegeben, als Rohre mit doppelter Stärke geliefert werden. Diese Rohre müssen vor dem Biegen mit der U-Form hergestellt werden, wobei die Wandstärke des mittleren Abschnitts der Rohrlänge auf das Äquivalent eines Stubs- oder Birmingham-Drahts (Bwg) dicker ist als die für den geraden Schenkelabschnitt des U-Bogenrohrs angegebene Wandstärke. Sofern nicht anders angegeben, müssen Rohre mit doppelter Stärke mit konstantem Innendurchmesser hergestellt werden; das heißt, die erhöhte Wandstärke wird durch Vergrößerung des Außendurchmessers des fertigen Rohrs im mittleren Abschnitt mit dicker Stärke erreicht.
5.3 Der gebogene Teil des U-förmigen Rohrs muss eine im Wesentlichen gleichmäßige Krümmung aufweisen.
6. ASTM B395 Chemische Zusammensetzung
6.1 Das Material muss den in Tabelle 2 festgelegten chemischen Anforderungen entsprechen.
6.2 Diese Spezifikationsgrenzen schließen das Vorhandensein anderer Elemente nicht aus. Grenzen für nicht genannte Elemente können durch Vereinbarung zwischen Hersteller oder Lieferant und Käufer festgelegt werden.
6.2.1 Kupferlegierung UNS Nr. C19200 – Kupfer kann als Differenz zwischen der Summe aller analysierten Elemente und 100 % betrachtet werden. Wenn alle Elemente in Tabelle 2 analysiert werden, muss ihre Summe mindestens 99,8 % betragen.
6.2.2 Bei Kupferlegierungen, bei denen Kupfer als Rest angegeben ist, darf der Kupferanteil als Differenz zwischen der Summe aller analysierten Elemente und 100 % angenommen werden.
6.2.2.1 Wenn alle Elemente in Tabelle 2 analysiert werden, ergibt sich ihre Summe wie in der folgenden Tabelle dargestellt.
Kupferlegierung UNS Nr. Kupfer plus benannte Elemente, % min
C60800 99,5
C70400 99,5
C70600 99,5
C71000 99,5
C71500 99,5
C72200 99,8
6.2.3 Bei Kupferlegierungen, bei denen als Rest Zink angegeben ist, kann als Differenz zwischen der Summe aller analysierten Elemente und 100 % entweder Kupfer oder Zink verwendet werden.
6.2.3.1 Wenn alle Elemente in Tabelle 2 analysiert werden, ergibt sich ihre Summe wie in der folgenden Tabelle dargestellt.
Kupferlegierung UNS Nr. Kupfer plus benannte Elemente, % min
C23000 99,8
C44300 99,6
C44400 99,6
C44500 99,6
C68700 99,5
7. ASTM B395 Härtegrad (siehe Praxis B 601)
7.1 Vor dem U-Biegen müssen Rohre aus Kupferlegierungen UNS-Nummern
C23000, C44300, C44400, C44500, C60800, C68700, C70400, C70600, C71000, C71500 und C72200 müssen im geglühten Zustand (O61) vorliegen, sofern in der Bestellung nichts anderes angegeben ist.
7.2 U-Bogenrohre aus Kupferlegierung UNS Nr. C10200, C10300, C10800, C12000, C12200 und C14200 müssen vor dem Biegen normalerweise im leicht gezogenen Zustand (H55) sein. Rohre aus Kupferlegierung UNS Nr. C70400, C70600 und C72200 müssen, falls angegeben, im leicht gezogenen Zustand (H55) hergestellt sein.
7.3 U-Bogenrohre aus der Kupferlegierung UNS Nr. C19200 müssen vor dem Biegen normalerweise den angegebenen geglühten (O61) oder leicht gezogenen Zustand (H55) aufweisen.
7.4 U-Bogenrohre aus der Kupferlegierung UNS Nr. C71500 müssen vor dem Biegen, sofern angegeben, im gezogenen, spannungsfreien Zustand (HR58) hergestellt werden.
7.5 Der U-Bogenteil von Rohren aus Kupferlegierung UNS Nr. C23000, C44300, C44400, C44500, C60800 und C68700 muss nach dem Biegen entlastet (HR) geglüht werden. Falls angegeben, muss der U-Bogenteil von Rohren aus Kupferlegierung UNS Nr. C70400, C70600, C71000, C71500 und C72200 nach dem Biegen entlastet (HR) geglüht werden.
8. Zugfestigkeit
8.1 Materialien, die die Anforderungen des ASME-Kessel- und Druckbehältercodes erfüllen, müssen die in Tabelle 1 vorgeschriebenen Zugfestigkeitseigenschaften aufweisen.
9. ASTM B395 Mikroskopische Untersuchung
9.1 Für die Prüfung ausgewählte Proben von geglühten Rohren (O61) müssen einer mikroskopischen Untersuchung bei 75-facher Vergrößerung unterzogen werden und eine gleichmäßige und vollständige Rekristallisation aufweisen. Materialien außer der Kupferlegierung UNS Nr. C19200 müssen eine durchschnittliche Korngröße im Bereich von 0,010 bis 0,045 mm aufweisen. Die Anforderungen von Abschnitt 9 gelten nicht für Rohre aus leicht gezogenem (H55), gezogenem, spannungsarm geglühtem (HR58) oder U-gebogenem Teil.
10. ASTM B395 Ausdehnungstest
10.1 Die für die Prüfung ausgewählten Rohrproben müssen der in Tabelle 3 gezeigten Ausdehnung standhalten, wenn sie gemäß Prüfverfahren B 153 ausgedehnt werden. Das ausgedehnte Rohr darf keine mit bloßem Auge erkennbaren Risse oder Brüche aufweisen.
ANMERKUNG 4: Der hier verwendete Begriff „ohne Sehhilfe“ erlaubt die Verwendung einer Korrekturbrille, die zum Erreichen einer normalen Sehkraft erforderlich ist.
11. ASTM B395 Abflachungstest
11.1 Die Prüfproben müssen auf mindestens drei verschiedenen Elementen über die Längen abgeflacht werden, die nach der Entnahme der Proben für die Dehnungs- und metallografischen Tests verbleiben. Bei Rohren in den Härtegraden leicht gezogen (H55) und gezogen, spannungsfrei (HR58) müssen die Proben vor dem Abflachen geglüht werden. Jedes Element muss langsam durch einen Pressenhub abgeflacht werden. Die Länge jedes abgeflachten Elements muss mindestens 2 Zoll betragen. Der Begriff „abgeflacht“ ist wie folgt zu interpretieren: Ein Mikrometermessschieber, der auf das Dreifache der Wandstärke eingestellt ist, muss frei über das Rohr im gesamten abgeflachten Teil gleiten, außer an den Stellen, an denen der Elementwechsel der Abflachung stattfindet. Die abgeflachten Elemente dürfen keine Risse oder Brüche aufweisen, die mit bloßem Auge deutlich erkennbar sind (Anmerkung 3).
12. ASTM B395 Quecksilbernitrat-Test
12.1 Warnung: Quecksilber ist definitiv gesundheitsschädlich. Daher wird die Verwendung von Geräten zur Erkennung und Entfernung von bei der Verflüchtigung entstehendem Quecksilberdampf empfohlen. Es wird empfohlen, bei der Prüfung Gummihandschuhe zu tragen.
12.2 Ein ausreichend langes Rohrstück aus jeder der beiden für die Testproben ausgewählten Probenlängen muss auf den kleinsten Radius der Bestellung U-förmig gebogen und derselben Entlastungsglühbehandlung (HR) unterzogen werden, die für diese Größe bei der Herstellung der Bestellung verwendet wird. Die Testproben, die sowohl aus der U-Kurve als auch aus der geraden Schenkellänge 6 Zoll lang geschnitten sind, müssen ein Eintauchen in die Standard-Quecksilbernitratlösung in Testmethode B 154 ohne Risse überstehen; die geraden Schenkelproben müssen die fertigen Rohrenden enthalten. Der Quecksilbernitrattest ist nur für die Kupferlegierungen UNS Nr. C23000, C44300, C44400, C44500, C60800 und C68700 erforderlich.
ANMERKUNG 5: Es gibt kein Standardprüfverfahren zur Bewertung der Wirksamkeit einer Entspannungsglühung (HR) des U-gebogenen Abschnitts von Kupfer-Nickel- oder Kupfer-Nickel-Eisen-Rohren im Hinblick auf die Anfälligkeit für Spannungsrisskorrosion.
13. ASTM B395 Zerstörungsfreie Prüfung
13.1 Wirbelstromprüfung:
13.1.1 Jedes Rohr muss vor dem Biegen einem Wirbelstromtest unterzogen werden. Rohre können im endgültigen gezogenen, geglühten oder wärmebehandelten Zustand oder im gezogenen Zustand vor dem endgültigen Glühen oder der Wärmebehandlung geprüft werden, sofern zwischen Lieferant und Käufer nichts anderes vereinbart wurde.
13.1.2 Jedes Rohr muss durch eine Wirbelstromprüfanlage geführt werden, die so eingestellt ist, dass sie Aufschluss über die Eignung des Rohres für den vorgesehenen Einsatzzweck gibt. Die Prüfung muss den Verfahren der Praxis E 243 entsprechen.
13.1.3 Die Tiefe der runden Querkerben und die Durchmesser der Bohrungen im Kalibrierrohr, die zur Einstellung der Empfindlichkeit der Prüfeinheit verwendet werden, sind in Tabelle 4 bzw. Tabelle 5 aufgeführt.
13.1.4 Rohre, die die Signalvorrichtung des Wirbelstromprüfgeräts nicht betätigen, gelten als konform mit den Anforderungen dieses Tests. Rohre, die aufgrund von Feuchtigkeit, Schmutz und dergleichen irrelevante Signale erzeugen, können aufgearbeitet und erneut geprüft werden. Solche Rohre gelten bei erneuter Prüfung nach den ursprünglichen Prüfparametern als konform, wenn sie keine Ausgangssignale außerhalb der zulässigen Grenzen erzeugen. Rohre, die aufgrund sichtbarer und erkennbarer Handhabungsspuren irrelevante Signale erzeugen, gelten als konform, wenn die Rohrabmessungen innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen liegen und die Rohre den Dichtheitsprüfungsanforderungen von 13.2.1.1 oder 13.2.1.2 entsprechen, sofern zwischen Hersteller und Käufer nichts anderes vereinbart wurde.
13.2 Weitere Tests:
13.2.1 Jedes U-Bogenrohr muss gemäß den Anforderungen von 13.2.1.1 oder 13.2.1.2 geprüft werden. Sofern nicht anders angegeben, hat der Hersteller die Wahl zwischen der Dichtheitsprüfung.
13.2.1.1 Hydrostatischer Test – Jedes Rohr muss ohne Anzeichen von Leckage einen inneren hydrostatischen Druck aushalten, der ausreicht, um das Material einer Faserspannung von 7000 psi auszusetzen, die durch die folgende Gleichung für dünne Hohlzylinder unter Spannung bestimmt wird. Sofern nicht anders angegeben, muss das Rohr nicht bei einem hydrostatischen Druck von über 1000 psi getestet werden.
P 5 2St/~D 2 0,8t! (1)
Wo:
P 5 hydrostatischer Druck, psi,
t 5 Dicke der Rohrwand, Zoll,
D 5 Außendurchmesser des Rohres, in., und
S 5 zulässige Materialspannung, psi.
13.2.1.2 Pneumatischer Test – Jeder Schlauch muss 5 s lang einem internen Luftdruck von mindestens 60 psi ausgesetzt werden, ohne dass ein Leck sichtbar wird. Die verwendete Testmethode muss eine einfache visuelle Erkennung von Lecks ermöglichen, beispielsweise indem der Schlauch unter Wasser gehalten wird oder mit der Druckdifferenzmethode. Jegliche Anzeichen eines Lecks sind Grund zur Ablehnung.
14. ASTM B395 Abmessungen, Gewichte und zulässige Abweichungen
14.1 Rohrdurchmesser—Der Außendurchmesser des geraden Rohrschenkels, ausschließlich des mittleren dicken Rohrdurchmessers
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ASTM B395 Kondensatorrohre
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