1. Varinių vamzdžių T1, T2 ir T3 klasifikacijos pirmiausia grindžiamos didėjančiais priemaišų kiekiais. Koks yra pagrindinis šių priemaišų metalurginis poveikis ir kaip tai tiesiogiai sukuria kompromisą tarp didelio elektros ir (arba) šilumos laidumo ir geresnio apdirbimo?
Pagrindinis priemaišų poveikis yra kristalinės gardelės pažeidimas. Grynas varis turi taisyklingą,{1}}centruotą kubinę (FCC) gardelę, kuri leidžia elektronams ir fononams (šilumos energijos kvantams) judėti su minimaliomis kliūtimis.
T1 (High Purity, >99,9 % Cu): su minimaliomis priemaišomis, grotelės yra labai taisyklingos. Tai leidžia praktiškai netrukdomai tekėti elektronams ir fononams, todėl gaunamas išskirtinai aukštas elektros ir šilumos laidumas (artėja prie 101 % IACS). Tačiau grynas varis yra minkštas, lipnus ir apdirbant linkęs plyšti, todėl paviršius pablogėja, o įrankių{4}}apsaugos briaunos.
T3 (mažesnis grynumas, ~ 99,90 % Cu): yra didesnis kiekis priemaišų, tokių kaip švinas (Pb), bismutas (Bi) ir kt. Šie priemaišų atomai iškreipia kristalinę gardelę, išsklaido elektronus ir fononus, o tai sumažina elektros ir šilumos laidumą. Tačiau tos pačios priemaišos, ypač švinas, apdirbimo metu veikia kaip lustai. Jie sukuria mikroskopinius netolygumus, neleidžiančius susidaryti ilgoms, ištisoms drožlėms, o tai užtikrina puikią paviršiaus apdailą, didesnį apdirbimo greitį ir ilgesnį įrankio tarnavimo laiką.
T2 (tarpinis grynumas): užima vidurį, subalansuodamas gerą laidumą ir priimtiną apdirbamumą.
Kompromisas-: dizaineris turi pasirinkti vieną iš T1, kad būtų užtikrintas maksimalus laidumas elektros šynose arba didelio-efektyvumo šilumokaičiuose, ir T3, kad būtų lengviau gaminti sudėtingas, apdirbtas vandentiekio jungiamąsias detales arba vožtuvų komponentus, kur laidumas yra antraeilis dalykas.
2. Istoriniam pastato restauravimo projektui, siekiant autentiškumo, stogo dangai ir drenažo sistemai gali būti nurodytas besiūlis varinis vamzdis T1. Kokia specifinė didelio-grynumo vario savybė lemia jam būdingos žalios patinos atsiradimą ir kodėl ši patina yra funkcionaliai naudinga?
Pagrindinė savybė yra didelis T1 vario cheminis grynumas ir reaktyvumas, leidžiantis susidaryti stabilią, vientisą patiną per daugiapakopį cheminį procesą.
Patinos formavimosi procesas:
Pradinė oksidacija: veikiant orui susidaro rausvai -rudo vario oksido (Cu₂O) sluoksnis.
Sulfatacija: laikui bėgant atmosferoje esantys sieros junginiai (dėl taršos) reaguoja su oksidu, sudarydami juodojo vario sulfido (CuS) sluoksnį, o tada melsvą -žalsvą vario sulfato sluoksnį (Cu₄SO₄(OH)₆).
Karbonizavimas: galiausiai dėl anglies dioksido ir drėgmės susidaro galutinė, stabili patina: bazinis vario karbonatas arba malachitas (Cu₂CO3(OH)₂), kuris yra būdinga žalia spalva.
Funkciniai patinos privalumai:
Patina yra ne tik kosmetinė; tai labai apsauginė,{0}}savigyjanti kliūtis.
Korozijos slopinimas: Šis stabilus mineralinis sluoksnis yra netirpus ir prilimpa. Jis veiksmingai apsaugo pagrindinį varį nuo tolesnio atmosferos poveikio, drastiškai sulėtindamas korozijos greitį iki nereikšmingo lygio.
Ilgaamžiškumas: šis apsauginis mechanizmas yra priežastis, dėl kurios didelio{0}}grynumo variniai stogai gali tarnauti šimtmečius. Patina užtikrina, kad stogo dangos sistemos struktūrinis vientisumas išlaikomas išskirtinai ilgą tarnavimo laiką.
Estetinis stabilumas: suformuota spalva yra stabili ir nereikalauja priežiūros, todėl išvaizda yra nuosekli ir istoriškai tiksli.
3. Šiuolaikinėje didelio-grynumo dujų tiekimo sistemoje puslaidininkių gaminiams reikalingas besiūlis varinis vamzdis. Nors T1 yra aukščiausio grynumo, kodėl tai būtų prastas tokioje sistemoje naudojamų mechaninių suspaudimo jungiamųjų detalių pasirinkimas ir kokia šiuolaikinė deguonies -be deguonies neturinti vario klasė būtų geresnė alternatyva?
T1 varis yra prastas pasirinkimas dėl jo jautrumo vandenilio trapumui ir minkštumo, dėl kurio gali kilti sandarinimo problemų.
Hydrogen Embrittlement Risk: T1 is essentially an Electrolytic Tough Pitch (ETP) copper, containing cuprous oxide (Cu₂O) particles. In the presence of even trace hydrogen (which can be present in certain process gases or from off-gassing in the cleanroom environment), a reaction can occur: Cu₂O + H₂ ->2Cu + H2O. Susidarę vandens garai, įstrigę metale, sukuria aukštą slėgį, dėl kurio susidaro mikro-įtrūkimai ir katastrofiškas, trapus gedimas. Tai yra nepriimtina rizika itin -aukšto- grynumo sistemoje.
Minkštumas ir šliaužimas: Dėl didelio grynumo T1 jis labai minkštas (atkaitintas). Esant nuolatiniam mechaninio suspaudimo antgalio įtempimui, T1 vamzdis gali šaltai tekėti arba šliaužti, todėl laikui bėgant armatūra lėtai atsipalaiduoja ir gali atsirasti nuotėkio kelias.
Geriausia alternatyva:{0}}be deguonies varis (OFC)
Šiuolaikinė klasė, pvz., C10100 (be deguonies-elektroninės klasės) arba C10200 (be deguonies{3}}), yra teisingas pasirinkimas.
Jokio trapumo: šios rūšys yra apdorojamos redukuojančioje atmosferoje, kad būtų visiškai pašalintas deguonis, todėl jos visiškai apsaugotos nuo vandenilio trapumo.
Kontroliuojamas stiprumas: jie gali būti tiekiami tempimo (kieto) temperamento, užtikrinančio pakankamai tvirtumo, kad būtų atsparūs šliaužimui po suspaudimo detalėmis, išlaikant labai aukštą grynumą ir laidumą.
Švara: OFC gamybos procesas sukurtas taip, kad būtų kuo mažiau visų priemaišų ir būtų išvengta užteršimo didelio{0}}grynumo dujomis.
4. „T“ klasifikavimo sistema iš esmės yra istorinė. Koks yra pagrindinis šiuolaikinis besiūlių varinių vandens vamzdžių standartas ir kaip jo įprastos medžiagų klasės (pvz., K, L, M) yra susijusios su senąja T1/T2/T3 sistema pagal jų pasirinkimo kriterijus?
Pagrindinis šiuolaikinis standartas Šiaurės Amerikoje yra ASTM B{0}} standartinė besiūlių varinių vandens vamzdžių specifikacija. "T" tipai buvo funkcionaliai pakeisti sistema, pagrįsta sienelės storiu ir pritaikymu, o ne grynumu.
ASTM B88 klasės žymėjimai:
Įprastos rūšys yra K tipas, L tipas ir M tipas. Jie išsiskiria išoriniu skersmeniu ir sienelės storiu tam tikram vardiniam vamzdžio dydžiui.
K tipas: turi storiausią sieną ir naudojamas požeminėms paslaugoms, aukšto{0}}slėgio įrenginiams ir komercinei santechnikai.
L tipas: vidutinio storio sienelės ir yra labiausiai paplitęs tipas bendram geriamojo vandens paskirstymui gyvenamuosiuose ir komerciniuose vandentiekiuose.
M tipas: turi ploniausią sieną ir naudojamas žemo{0}}slėgio gyvenamųjų namų vandentiekio ir kai kurių kanalizacijos, atliekų ir ventiliacijos (DWV) reikmėms.
Ryšys su T{0}}pažymiais ir šiuolaikiniais atrankos kriterijais:
ASTM B88 vamzdeliuose naudojama varinė medžiaga paprastai yra C12200 (DHP - fosforu deoksiduota, didelis likutis P) arba lygiavertė medžiaga. Tai užtikrina gerą stiprumo, lankstumo ir, svarbiausia, atsparumo trapumui balansą litavimo / litavimo litavimo metu.
Senoji T1/T2/T3 sistema buvo susijusi su medžiagos sudėtimi (grynumu).
Šiuolaikinė K/L/M tipo sistema skirta gaminio formai (sienelės storiui ir slėgio vertei).
Šiandien pagrindiniai atrankos kriterijai yra slėgio reikalavimai, montavimo metodas (užkastas arba atviras) ir statybos kodekso įpareigojimai, o ne subtilūs T- laipsnio sistemos grynumo skirtumai. Medžiagos grynumas yra veiksmingai standartizuotas pagal ASTM B88 specifikaciją.
5. Atliekant šeštojo dešimtmečio nesandaraus T2 varinio vandens vamzdžio gedimų analizę įtariama dviejų formų korozija: duobė dėl specifinės vandens chemijos arba erozijos -korozija dėl didelio greičio. Kokie vizualiniai ir metalurginiai įkalčiai atskirtų vienas nuo kito?
Norint atskirti šiuos gedimo būdus, reikia atidžiai ištirti korozijos morfologiją ir vietą.
Taškinė korozija (iš vandens chemijos):
Vizualiniai įkalčiai:
Lokalizuota ataka: nuotėkis kils iš atskirų, izoliuotų duobių. Likęs vamzdžio paviršius gali atrodyti beveik nepakitęs arba gali būti išblukęs.
Duobės morfologija: duobės dažnai yra pusrutulio formos arba gilios ir siauros. Jie gali būti padengti kietu, gumbeliu korozijos produktų (vario druskų) dangteliu.
Vieta: įdubimai dažnai būna atsitiktiniai, tačiau gali būti labiau paplitę viršutiniame vidiniame horizontalių vamzdžių paviršiuje, kur gali įstrigti oro burbuliukai, arba stovinčiose vietose.
Metalurgijos įkalčiai:
Skerspjūvis-duobė parodytų, kad ji sklinda tiesiai į sieną, dažnai ertmėje matyti skirtingų korozijos produktų (kuprito, malachito) koncentriniai žiedai.
Erozija{0}}Korozija:
Vizualiniai įkalčiai:
Kryptiniai grioveliai arba banguoti raštai: vidinis paviršius parodys ryškų griovelių, griovelių ar bangų raštą, suderintą su tekėjimo kryptimi. Atrodo, lyg paviršius būtų nuvalytas arba nuplautas.
Vieta: Jis visada randamas turbulencijos, staigaus krypties pasikeitimo ar susiaurėjimo vietose. Klasikinės vietos apima iš karto po alkūnių, trišakių, vožtuvų ar angų. Išpuolis yra stipriausias ten, kur srauto greitis yra didžiausias ir chaotiškiausias.
Šviesus, švarus paviršius: pažeista vieta dažnai būna stebėtinai švari ir blizga, nes didelio{0}}greičio srautas nuolat pašalina apsauginę patiną ir bet kokius minkštus korozijos produktus, kai tik jie susiformuoja, todėl šviežias, aktyvus metalas yra toliau veikiamas.
Metalurgijos įkalčiai:
Skerspjūvis- rodo sklandų, laipsnišką vamzdžio sienelės plonėjimą be gilių izoliuotų duobių. Mikrostruktūra atrodys sutvarkyta ir lygi srauto kryptimi.
Apibendrinant galima pasakyti, kad izoliuotos gilios skylės rodo duobutes, o kryptiniai grioveliai didelio{0}}tekėjimo vietose rodo eroziją{1}}koroziją.
