خواص مواد لوله های مسی چیست؟
خواص فیزیکی مس
مس یک فلز قرمز بنفش است که سخت و چکش خوار است. رسانایی حرارتی و رسانایی الکتریکی بالایی دارد که آن را به یک ماده عالی برای هدایت الکتریکی و حرارتی تبدیل می کند. در 20 درجه هدایت حرارتی مس 397w/m·k و هدایت الکتریکی آن 94% نقره است. نقطه ذوب مس 0.2±1083.4 درجه، نقطه جوش 2567 درجه و چگالی آن 8.92g/cm³ است.
01
ترکیب شیمیایی
مس یک عنصر شیمیایی با نماد شیمیایی Cu و عدد اتمی 29 است. مس خالص یک فلز نرم است. هنگام برش، سطح قرمز مایل به نارنجی با درخشندگی فلزی است و مس خالص بنفش قرمز است. مس تحرک کمتری دارد و در اسیدهای غیر اکسید کننده نامحلول است.
02
درجه ازلوله مسی
لوله های مسی: مانند H59، H62، H65 و ... مواد مسی هستند که از مس به عنوان جزء اصلی و افزودن مقدار کمی از عناصر دیگر ساخته می شوند.
لوله برنجی: مانند H68، H80، H90 و غیره. برنج آلیاژی از مس و روی است که عموماً حاوی 70 تا 90 درصد مس و 10 تا 30 درصد روی است.
لوله برنز آلومینیومی: مانند C68700، C70600، C71500 و غیره. آلومینیوم برنز یک ماده آلیاژی از مس، آلومینیوم، منگنز و عناصر دیگر است.
لوله های مسی بدون اکسیژن: مانند TU1، TU2 و غیره. لوله های مسی بدون اکسیژن به مواد مسی اطلاق می شود که اکسید زدایی شده اند.
لوله مسی نیکل: مانند B111 C70600، B111 C71500 و غیره. لوله مسی نیکل یک ماده مسی است که از مس و نیکل به عنوان اجزای اصلی ساخته شده و عناصر دیگری به آن اضافه شده است.
03
مقایسه لوله های مسی با سایر لوله های فلزی
هدایت حرارتی عالی: لوله های مسی دارای رسانایی حرارتی بسیار عالی هستند، بنابراین به طور گسترده در تبرید، تهویه مطبوع و سایر زمینه ها استفاده می شود.
مقاومت در برابر خوردگی خوب: لوله های مسی می توانند در برابر خوردگی ناشی از انواع مواد شیمیایی مقاومت کنند
انعطاف پذیری و جوش پذیری خوب: لوله های مسی به راحتی خم می شوند، بریده می شوند و جوش داده می شوند و ساخت و نصب را راحت می کنند.
خواص ضد باکتریایی: مس خاصیت ضد باکتریایی طبیعی دارد.
مقاومت در برابر خوردگی
رسانایی گرمایی
قلع پذیری
04
جنس: مواد مس با مس به عنوان جزء اصلی و مقدار کمی از عناصر دیگر اضافه شده است.
نمرات رایج:
نمرات سری T:
T1: مس خالص صنعتی با محتوای مس تا 99.95 درصد، خلوص بسیار بالا.
T2: محتوای مس حدود 99.90٪ است. این یکی از گریدهای رایج در لوله های مسی است.
T3: محتوای مس حدود 99.70٪ است و خلوص آن کمی کمتر از T1 و T2 است.
نمرات سری H (معمولاً در برنج استفاده می شود، اما در مس نیز گریدهای مربوطه وجود دارد):
H85: یک عیار لوله مسی با محتوای مس تقریباً 85٪. دارای خواص فیزیکی و مکانیکی عالی، مقاومت در برابر خوردگی خوب و هدایت حرارتی بالا است.
H62: محتوای مس بالا، حدود 62٪، با هدایت الکتریکی و حرارتی عالی، و همچنین شکل پذیری و انعطاف پذیری خوب.
برندهای دیگر:
TP2٪ 3a
C1100، C1011، C1020 و غیره
جنس: آلیاژی از مس و روی که عموماً حاوی 70 تا 90 درصد مس و 10 تا 30 درصد روی است.
نمرات رایج: H68، H80، H90 و غیره
ویژگی ها: عملکرد پردازش و مقاومت در برابر خوردگی خوبی دارد و عمدتاً در مبلمان، تجهیزات حمام، قطعات خودرو و سایر زمینه ها استفاده می شود.
مواد: مواد مس ساخته شده از مس، آلومینیوم، منگنز و سایر عناصر به عنوان اجزای اصلی، با مقدار کمی از عناصر دیگر اضافه شده است.
نمرات رایج: C68700، C70600، C71500 و غیره.
ویژگی ها: استحکام و مقاومت در برابر خوردگی خوبی دارد و عمدتاً در مهندسی دریایی، سیستم های ترمز قطار، مبدل های حرارتی و سایر زمینه ها استفاده می شود.
جنس: مواد مس دی اکسید شده
نمرات رایج: TU1، TU2 و غیره
ویژگی ها: دارای رسانایی الکتریکی، انعطاف پذیری و جوش پذیری خوبی است و عمدتاً در تهویه مطبوع، تجهیزات تبرید، آبگرمکن و سایر زمینه ها استفاده می شود.
مواد: مواد مس ساخته شده از مس و نیکل به عنوان اجزای اصلی، با عناصر دیگر اضافه شده است.
نمرات رایج: B111 C70600، B111 C71500 و غیره.
ویژگی ها: دارای استحکام خوب، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش است و به طور گسترده در مهندسی دریایی، ماشین آلات پردازش فلز و سایر زمینه ها استفاده می شود.
ویژگی ها: حاوی 0.015-0.04% فسفر، دارای خواص جوشکاری و خمشی سرد است.
کاربرد: عمدتاً برای لوله های اتصال خط گاز اجاق گاز، لوله های اتصال تهویه مطبوع و تبرید، لوله های گرمایش الکتریکی و غیره استفاده می شود.
مزایای کلیدی استفاده از مس برای مواد لوله چیست؟
office@dongmjd.com
مس خواص شیمیایی پایداری دارد و ترکیبی از مقاومت در برابر سرما، مقاومت در برابر حرارت، مقاومت در برابر فشار، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر آتش است و می تواند برای مدت طولانی در محیط های مختلف استفاده شود. به عنوان مثال لوله های مسی استفاده شده در هتل رویجین و بیمارستان یونیون پس از گذشت 80 سال هنوز در وضعیت خوبی قرار دارند.
لوله های مسی عمر مفید بالایی دارند و حتی ممکن است از عمر ساختمان نیز فراتر بروند.
بهداشت عالی:
لوله مسی ساختار ظریفی دارد و فاقد اجزای شیمیایی است. ورود مواد داخلی و خارجی به منبع آب آلوده دشوار است که می تواند به طور موثری از رشد و تولید مثل میکروارگانیسم ها جلوگیری کند.
تحقیقات بیولوژیکی نشان می دهد که E. coli در منبع آب دیگر نمی تواند در لوله های مسی تولید مثل کند. بیش از 99 درصد از باکتری های موجود در آب پس از 5 ساعت ورود به لوله های مسی کاملاً از بین می روند.
هدایت حرارتی خوب:
مس رسانایی حرارتی خوبی دارد و می تواند گرما را به سرعت منتقل کند، بنابراین لوله های مسی آب می توانند آب گرم را سریعتر انتقال دهند و سرعت تامین آب را افزایش دهند.
مقاومت در برابر خوردگی خوب:
مس مقاومت در برابر خوردگی قوی دارد و به راحتی اکسید نمی شود. پس از استفاده طولانی مدت به راحتی زنگ نمی زند. می توان آن را تمیز و بهداشتی نگه داشت بدون اینکه بر کیفیت آب تأثیر بگذارد.
قطر داخلی لوله مسی صاف و نصب آسان است. مخصوصاً برای مواقع خاص مانند لوله های آب سرد و گرم و لوله های اکسیژن مناسب است.
سازگار با محیط زیست:
مس یک ماده قابل بازیافت است و استفاده از لوله های مسی برای بازیافت منابع و کاهش آلودگی محیط زیست مفید است.
نگه داری و نصب آسان:
اکثر لوله های مسی با رزوه های مسی متصل می شوند که استحکام اتصال را تضمین می کند و نصب و نگهداری را تسهیل می کند.
طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی:
لوله های مسی انحصار سیستم های آبرسانی و زهکشی را در کشورها یا مناطق توسعه یافته با سهم بازار حدود 70 درصد به خود اختصاص داده و برای محیط ها و کاربردهای مختلف مناسب هستند.
تفاوت های قابل توجهی بین وجود داردلوله های مسی نرم و لوله های مسی سخت. در زیر یک نمایش نقطه به نقطه و خلاصه تفاوت بین این دو ارائه شده است:
1. مواد و ساختار:
لوله مسی نرم (که به آن لوله مسی انعطاف پذیر یا LWC نیز گفته می شود) از یک ماده مسی نرم ساخته شده است که برای افزایش انعطاف پذیری آنیل شده است. دیواره لوله آن نسبتاً نازک است و به راحتی خم می شود و شکل می گیرد.
لوله های مسی سخت از طریق کار سرد، نیمه سرد کار و کشش سرد تشکیل می شوند و دیواره های لوله ضخیم تری دارند. لوله مسی سخت دارای سختی بالا، استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی و خواص مکانیکی عالی است.
2. سناریوهای کاربردی
لوله مسی نرم:
لوله های آب خانگی: لوله های مسی نرم به دلیل انعطاف پذیری خوب و سهولت در نصب، اغلب برای خطوط آبرسانی داخل منازل استفاده می شوند.
کندانسور، لوله هوای سرد: در سیستم های تبرید و تهویه مطبوع از لوله های مسی نرم برای اتصال کندانسور و لوله های هوای سرد برای اطمینان از گردش مبرد استفاده می شود.
آبگرمکن خورشیدی: لوله های مسی نرم نیز به دلیل رسانایی حرارتی خوب و مقاومت در برابر خوردگی معمولاً در سیستم آب آبگرمکن های خورشیدی استفاده می شوند.
سایر زمینه های عمرانی: مانند خطوط لوله آبرسانی و زهکشی در حمام، آشپزخانه و غیره.
لوله مسی سخت:
لوله اصلی آبرسانی: در ساختمان های بزرگ، کارخانه های صنعتی و ... از لوله های مسی سخت به عنوان لوله های اصلی تامین آب استفاده می شود و می تواند فشار و جریان بالاتری را تحمل کند.
لوله گاز: لوله مسی سخت به دلیل استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی معمولا در سیستم های لوله کشی گاز نیز استفاده می شود.
تبرید و تهویه مطبوع: لوله های مسی سخت علاوه بر کندانسور و لوله های هوای سرد در سایر قسمت های سیستم های تبرید و تهویه مطبوع مانند کندانسور، اواپراتور و ... نیز استفاده می شود.
سیستم تامین آب: در زمینه‌های صنعت، بازرگانی و ساختمان‌های عمومی، لوله‌های مسی سخت بخش مهمی از سیستم تامین آب برای تضمین پایداری و جریان روان آب هستند.
3. ویژگی ها:
لوله مسی نرم دارای شکل پذیری و انعطاف پذیری خوب، سختی متوسط (به طور کلی R220) است و به راحتی خم می شود و شکل می گیرد. علاوه بر این، لوله های مسی نرم نسبتاً مقرون به صرفه هستند و می توانند با خمش دستی پردازش شوند.
لوله مسی سخت دارای ویژگی های استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی بالا و تغییر شکل آسان نیست. با این حال، قیمت لوله مسی سخت نسبتاً بالا است، اما عملکرد قوی آن باعث دوام بیشتر آن می شود. لوله‌های مسی سخت باید توسط ماشین‌های خم کن مخصوص پردازش شوند و اساساً شکل خود را در طول استفاده حفظ می‌کنند.
4. پردازش و نصب:
لوله های مسی نرم را می توان با خمش دستی پردازش کرد و نصب و نگهداری نسبتاً آسان است.
لوله مسی سخت باید از طریق ماشین های خمش تخصصی پردازش شود و به دلیل استحکام، نصب ممکن است به ابزار و تکنیک های بیشتری نیاز داشته باشد.
به طور خلاصه، تفاوت قابل توجهی بین لوله های مسی نرم و لوله های مسی سخت از نظر جنس، ساختار، کاربرد، ویژگی ها، پردازش و نصب وجود دارد. اینکه کدام نوع لوله مسی را انتخاب کنید به کاربرد و نیازهای خاص بستگی دارد.
ضخامت لوله مسی تأثیر بسزایی در عملکرد آن دارد که عمدتاً در موارد زیر است:
تحمل فشار:
ظرفیت تحمل فشار ازلوله های مسیبا افزایش ضخامت افزایش می یابد. به طور کلی، هرچه ضخامت دیواره لوله مسی ضخیم تر باشد، ظرفیت تحمل فشار قوی تر و توانایی تحمل فشار بیشتر را دارد. این به این دلیل است که هر چه ضخامت دیواره بیشتر باشد، سطح لوله مسی کوچک‌تر است و نیروی خارجی در ناحیه کوچک‌تری پراکنده می‌شود و باعث می‌شود لوله مسی قوی‌تر و مقاوم‌تر در برابر فشار باشد.
عملکرد سرد و گرم:
ضخامت لوله مسی تأثیر مستقیمی بر عملکرد سرمایش و گرمایش آن دارد. لوله مسی ضخیم به دلیل ضخامت بیشتر، استحکام بالاتری دارد، فشار و کشش بیشتری را تحمل می کند و همچنین مقاومت در برابر خوردگی بهتری دارد. با این حال، از نظر انتقال حرارت، لوله‌های مسی ضخیم سرعت انتقال حرارت کمتری دارند، زیرا گرما برای پخش شدن باید از مواد بیشتری عبور کند، که ممکن است منجر به تغییر شکل آسان و ترک‌های حرارتی زمانی که بار حرارتی زیاد است، شود.
راندمان انتقال حرارت:
ضخامت دیواره لوله مسی مقاومت در برابر انتقال حرارت در داخل لوله مسی است و بر اثر انتقال حرارت تاثیر می گذارد. داده‌های تجربی نشان می‌دهند که لوله‌های مسی با دیواره‌های نازک‌تر می‌توانند گرما را در مدت زمان کوتاهی انتقال دهند و اثرات انتقال حرارت خوبی داشته باشند. با ادامه افزایش ضخامت دیواره، اثر انتقال حرارت به تدریج کاهش می یابد و زمانی که ضخامت دیواره بیشتر از 1 میلی متر باشد، کاهش اثر انتقال حرارت آشکارتر است.
هزینه:
ضخامت لوله مسی نیز بر هزینه آن تاثیر می گذارد. به طور کلی، هزینه مواد لوله‌های مسی با ضخامت دیواره نازک‌تر کمتر است، اما الزامات فرآیند تولید بالا و پردازش دشوار است، بنابراین ممکن است قیمت فروش بالاتر باشد. لوله‌های مسی با دیواره‌های ضخیم‌تر هزینه‌های مواد بالاتری دارند، اما پردازش آنها دشوارتر است، بنابراین قیمت فروش آنها نسبتاً پایین است.
سناریوهای کاربردی:
هنگام انتخاب لوله های مسی، ضخامت مناسب باید بر اساس سناریوی کاربردی واقعی تعیین شود. به عنوان مثال، در مکان هایی با بار حرارتی بالا و در قسمت های محلی مانند کندانسور و اواپراتور، لوله های مسی نازک به دلیل سرعت انتقال حرارت سریعتر و عملکرد خوب اتلاف گرما مناسب تر هستند. در شرایطی که نیاز به تحمل فشار بیشتر و نیاز به مقاومت در برابر خوردگی بالا است، لوله‌های مسی ضخیم مناسب‌تر هستند.
به طور خلاصه، ضخامت لوله مسی تأثیر مهمی بر ظرفیت تحمل فشار، عملکرد سرمایش و گرمایش، راندمان انتقال حرارت، هزینه و سناریوهای کاربردی دارد. هنگام انتخاب لوله های مسی، این عوامل باید بر اساس نیازهای خاص و شرایط واقعی در نظر گرفته شوند تا مناسب ترین ضخامت لوله مسی انتخاب شود.
دما چگونه بر عملکرد لوله مسی تأثیر می گذارد؟
1. تغییرات در خواص فیزیکی:
لوله های مسی در تغییرات دما دچار تغییرات فیزیکی می شوند. با افزایش دما، طول لوله مسی افزایش می یابد و قطر آن کوچک می شود. برعکس، با کاهش دما، طول لوله مسی کوتاه شده و قطر آن افزایش می یابد. این به این دلیل است که وقتی مس تغییر دما می دهد، ساختار داخلی آن تغییر می کند و در نتیجه خواص فیزیکی کلی تغییر می کند.
برای مثال، ضریب انبساط خطی لوله مسی 0.018mm/m·k است. هنگامی که دما 60 درجه افزایش می یابد، یک لوله مسی به طول 1 متر 1 میلی متر افزایش می یابد.
2. هدایت حرارتی و هدایت الکتریکی:
در دماهای بالا هدایت حرارتی و هدایت الکتریکی لوله های مسی افزایش می یابد. این باعث می شود که لوله های مسی به طور گسترده ای در زمینه های گرمایش و سرمایش، به ویژه در انرژی خورشیدی و سیستم های تهویه مطبوع، که عملکرد آن به ویژه عالی است، استفاده شود.
برنامه ها و نکات:
در دماهای بالا، شکل و اندازه لوله های مسی تغییر می کند. بنابراین، محاسبات و پیش بینی های خاصی در هنگام استفاده از آن برای اطمینان از پایداری و ایمنی سیستم مورد نیاز است.
لوله‌های مسی با کیفیت بالا می‌توانند اطمینان حاصل کنند که در شرایط دمایی بین -200 درجه تا ۲۰۰ درجه خم نمی‌شوند یا تغییر شکل نمی‌دهند، هنگام قرار گرفتن در معرض شعله‌های باز نمی‌سوزند، و در صورت قرار گرفتن در معرض گرما گازهای سمی آزاد نمی‌کنند. این نشان می دهد که لوله های مسی بسیار سازگار با دما هستند و می توانند طیف وسیعی از تغییرات دما از سرمای شدید تا گرمای شدید را تحمل کنند.
3. انبساط و انقباض حرارتی:
هر لوله ای با گرما منبسط می شود و با سرما منقبض می شود و لوله های مسی نیز از این قاعده مستثنی نیستند. با این حال، در مقایسه با لوله‌های ساخته شده از مواد دیگر، لوله‌های مسی دارای ضریب انبساط خطی کوچک‌تری هستند که باعث می‌شود در هنگام تغییر دما، تغییر شکل کمتری داشته باشند.
در حین نصب مهندسی، به منظور مقابله با تنش حرارتی ناشی از تغییرات دما، ممکن است لازم باشد اقدامات مربوطه مانند نصب گره های تلسکوپی یا آستین های آرنجی انجام شود.