¿Cuáles son las propiedades materiales de las tuberías de cobre?
Propiedades físicas del cobre.
El cobre es un metal de color rojo púrpura, resistente y maleable. Tiene alta conductividad térmica y conductividad eléctrica, lo que lo convierte en un excelente material para la conductividad eléctrica y térmica. A 20 grados, la conductividad térmica del cobre es 397w/m·k y su conductividad eléctrica es 94% de la plata. El punto de fusión del cobre es 1083,4 ± 0,2 grados, el punto de ebullición es 2567 grados y la densidad es 8,92 g/cm³.
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Composición química
El cobre es un elemento químico con el símbolo químico Cu y número atómico 29. El cobre puro es un metal blando. Cuando se corta, la superficie es de color naranja rojizo con un brillo metálico y el cobre puro es de color rojo púrpura. El cobre es menos móvil e insoluble en ácidos no oxidantes.
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el grado detubo de cobre
Tubos de cobre: Como H59, H62, H65, etc. Son materiales de cobre fabricados con cobre como componente principal y añadiendo una pequeña cantidad de otros elementos.
Tubo de latón: como H68, H80, H90, etc. El latón es una aleación de cobre y zinc, que generalmente contiene entre un 70% y un 90% de cobre y entre un 10% y un 30% de zinc.
Tubo de bronce de aluminio: como C68700, C70600, C71500, etc. El bronce de aluminio es un material de aleación de cobre, aluminio, manganeso y otros elementos.
Tubos de cobre sin oxígeno: como TU1, TU2, etc. Los tubos de cobre sin oxígeno se refieren a materiales de cobre que han sido desoxidados.
Tubo de cobre y níquel: como B111 C70600, B111 C71500, etc. El tubo de cobre y níquel es un material de cobre hecho de cobre y níquel como componentes principales, con otros elementos añadidos.
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Comparación entre tuberías de cobre y otras tuberías metálicas.
Excelente conductividad térmica: Los tubos de cobre tienen una conductividad térmica muy excelente, por lo que se utilizan ampliamente en refrigeración, aire acondicionado y otros campos.
Buena resistencia a la corrosión: las tuberías de cobre pueden resistir la corrosión de una variedad de productos químicos.
Buena plasticidad y soldabilidad: los tubos de cobre son fáciles de doblar, cortar y soldar, lo que hace que la construcción y la instalación sean convenientes.
Propiedades antibacterianas: el cobre tiene propiedades antibacterianas naturales.
Resistencia a la corrosión
conductividad térmica
Soldabilidad
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Material: Material de cobre con cobre como componente principal y una pequeña cantidad de otros elementos añadidos.
Grados comunes:
Grados de la serie T:
T1: Cobre puro industrial con un contenido de cobre de hasta el 99,95%, pureza extremadamente alta.
T2: El contenido de cobre es aproximadamente del 99,90%. Es uno de los grados más utilizados en tubos de cobre.
T3: El contenido de cobre es aproximadamente del 99,70% y la pureza es ligeramente inferior a la de T1 y T2.
Grados de la serie H (normalmente utilizados en latón, pero también existen grados correspondientes en cobre):
H85: Grado de tubo de cobre con un contenido de cobre de aproximadamente el 85%. Tiene excelentes propiedades físicas y mecánicas, buena resistencia a la corrosión y alta conductividad térmica.
H62: Alto contenido de cobre, alrededor del 62%, con excelente conductividad eléctrica y térmica, así como buena ductilidad y plasticidad.
Otras marcas:
TP2:
C1100, C1011, C1020, etc.
Material: Aleación de cobre y zinc, que generalmente contiene entre un 70% y un 90% de cobre y entre un 10% y un 30% de zinc.
Grados comunes: H68, H80, H90, etc.
Características: Tiene buen rendimiento de procesamiento y resistencia a la corrosión, y se utiliza principalmente en muebles, equipos de baño, autopartes y otros campos.
Material: Material de cobre compuesto de cobre, aluminio, manganeso y otros elementos como componentes principales, con una pequeña cantidad de otros elementos añadidos.
Grados comunes: C68700, C70600, C71500, etc.
Características: Tiene buena resistencia y resistencia a la corrosión y se utiliza principalmente en ingeniería marina, sistemas de frenado de trenes, intercambiadores de calor y otros campos.
Material: material de cobre desoxidado.
Grados comunes: TU1, TU2, etc.
Características: Tiene buena conductividad eléctrica, plasticidad y soldabilidad, y se utiliza principalmente en aire acondicionado, equipos de refrigeración, calentadores de agua y otros campos.
Material: Material de cobre compuesto por cobre y níquel como componentes principales, con otros elementos añadidos.
Grados comunes: B111 C70600, B111 C71500, etc.
Características: Tiene buena resistencia, resistencia a la corrosión y resistencia al desgaste, y se usa ampliamente en ingeniería marina, maquinaria de procesamiento de metales y otros campos.
Características: Contiene 0.015-0.04% de fósforo, tiene buenas propiedades de soldadura y doblado en frío.
Aplicación: Se utiliza principalmente para tuberías de conexión de tuberías de gas de estufas, tuberías de conexión de aire acondicionado y refrigeración, tuberías de calefacción eléctrica, etc.
¿Cuáles son las ventajas clave de utilizar cobre como material de tubería?
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El cobre tiene propiedades químicas estables y combina resistencia al frío, resistencia al calor, resistencia a la presión, resistencia a la corrosión y resistencia al fuego, y puede usarse en diferentes entornos durante mucho tiempo. Por ejemplo, las tuberías de cobre utilizadas en el hotel Ruijin y el hospital Union siguen en buenas condiciones después de 80 años.
Las tuberías de cobre tienen una larga vida útil e incluso pueden superar la vida útil del edificio.
Excelente higiene:
El tubo de cobre tiene una estructura fina y no contiene componentes químicos. Es difícil que sustancias internas y externas entren en la fuente de agua contaminada, lo que puede prevenir eficazmente el crecimiento y la reproducción de microorganismos.
Las investigaciones biológicas muestran que la E. coli presente en el suministro de agua ya no puede reproducirse en las tuberías de cobre; Más del 99% de las bacterias del agua mueren por completo después de entrar en las tuberías de cobre durante 5 horas.
Buena conductividad térmica:
El cobre tiene buena conductividad térmica y puede transferir calor rápidamente, por lo que las tuberías de agua de cobre pueden transferir agua caliente más rápido y aumentar la velocidad del suministro de agua.
Buena resistencia a la corrosión:
El cobre tiene una fuerte resistencia a la corrosión y no es fácil de oxidar. No se oxidará fácilmente después de un uso prolongado. Se puede mantener limpio e higiénico sin afectar la calidad del agua.
El diámetro interior del tubo de cobre es liso y fácil de instalar. Es especialmente adecuado para ocasiones especiales como tuberías de agua fría y caliente y tuberías de oxígeno.
Amigable con el medio ambiente:
El cobre es un material reciclable y el uso de tuberías de cobre favorece el reciclaje de recursos y reduce la contaminación ambiental.
Fácil de instalar y mantener:
La mayoría de las tuberías de cobre están conectadas con roscas de cobre, lo que asegura la firmeza de la conexión y facilita la instalación y el mantenimiento.
Amplia gama de aplicaciones:
Las tuberías de cobre ocupan un monopolio en los sistemas de suministro de agua y drenaje en los países o regiones desarrollados, con una participación de mercado de aproximadamente el 70%, y son adecuadas para una variedad de entornos y aplicaciones.
Existen diferencias significativas entretubos de cobre blando y tubos de cobre duro. La siguiente es una representación detallada punto por punto y un resumen de las diferencias entre los dos:
1.Material y estructura:
Los tubos de cobre blando (también llamados tubos de cobre flexibles o LWC) están hechos de un material de cobre blando que ha sido recocido para mejorar su flexibilidad. La pared del tubo es relativamente delgada y fácil de doblar y moldear.
Los tubos de cobre duro se forman mediante trabajo en frío, trabajo en semifrío y estirado en frío, y tienen paredes de tubo más gruesas. La tubería de cobre duro tiene alta dureza, alta resistencia, resistencia a la corrosión y excelentes propiedades mecánicas.
2. Escenarios de aplicación
Tubo de cobre blando:
Tuberías de agua residenciales: debido a su buena flexibilidad y facilidad de instalación, las tuberías de cobre blando se utilizan a menudo para líneas de suministro de agua dentro de las casas.
Condensador, tubería de aire frío: en los sistemas de refrigeración y aire acondicionado, se utilizan tuberías de cobre blando para conectar el condensador y las tuberías de aire frío para garantizar la circulación del refrigerante.
Calentador de agua solar: Las tuberías de cobre blando también se utilizan comúnmente en el sistema de agua de los calentadores de agua solares debido a su buena conductividad térmica y resistencia a la corrosión.
Otros ámbitos civiles: como tuberías de abastecimiento y drenaje de agua en baños, cocinas, etc.
Tubo de cobre duro:
Tubería principal de suministro de agua: en grandes edificios, plantas industriales, etc., las tuberías de cobre duro se utilizan como tuberías principales de suministro de agua y pueden soportar presiones y flujos más altos.
Tubería de gas: debido a su alta resistencia y resistencia a la corrosión, la tubería de cobre duro también se usa comúnmente en sistemas de tuberías de gas.
Refrigeración y aire acondicionado: Además de condensadores y tuberías de aire frío, las tuberías de cobre duro también se utilizan en otras partes de los sistemas de refrigeración y aire acondicionado, como condensadores, evaporadores, etc.
Sistema de suministro de agua: en los campos de la industria, el comercio y los edificios públicos, las tuberías de cobre duro son una parte importante del sistema de suministro de agua para garantizar la estabilidad y el flujo fluido del agua.
3. Características:
Los tubos de cobre blando tienen buena ductilidad y plasticidad, dureza moderada (generalmente R220) y son fáciles de doblar y moldear. Además, los tubos de cobre blando son relativamente económicos y pueden procesarse mediante doblado manual.
La tubería de cobre duro tiene las características de alta resistencia, alta resistencia a la corrosión y no es fácil de deformar. Sin embargo, el precio de los tubos de cobre duro es relativamente alto, pero su sólido rendimiento hace que duren más. Los tubos de cobre duro deben procesarse con máquinas dobladoras especiales y básicamente mantendrán su forma durante el uso.
4. Procesamiento e instalación:
Los tubos de cobre blando se pueden procesar doblando manualmente y la instalación y el mantenimiento son relativamente sencillos.
Las tuberías de cobre duro deben procesarse mediante máquinas dobladoras especializadas y, debido a su robustez, la instalación puede requerir más herramientas y técnicas.
En resumen, existen diferencias significativas entre los tubos de cobre blando y los tubos de cobre duro en términos de material, estructura, uso, características, procesamiento e instalación. El tipo de tubería de cobre a elegir depende de la aplicación y las necesidades específicas.
El espesor del tubo de cobre influye significativamente en su rendimiento, principalmente en los siguientes aspectos:
Resistencia a la presión:
La capacidad de soportar presión detubos de cobreaumenta a medida que aumenta el espesor. En términos generales, cuanto más gruesa sea la pared de una tubería de cobre, mayor será su capacidad de soportar presión y su capacidad para soportar una mayor presión. Esto se debe a que cuanto mayor es el espesor de la pared, menor es el área de superficie del tubo de cobre y la fuerza externa se dispersa en un área más pequeña, lo que hace que el tubo de cobre sea más fuerte y resistente a la presión.
Rendimiento en frío y calor:
El espesor del tubo de cobre tiene un impacto directo en su rendimiento de refrigeración y calefacción. Debido a su mayor espesor, la tubería de cobre gruesa tiene mayor resistencia, puede soportar mayor presión y tensión y también tiene mejor resistencia a la corrosión. Sin embargo, en términos de transferencia de calor, las tuberías de cobre gruesas tienen una tasa de transferencia de calor más lenta porque el calor necesita pasar a través de más material para propagarse, lo que puede provocar una fácil deformación y grietas térmicas cuando la carga de calor es grande.
Eficiencia de transferencia de calor:
El espesor de la pared del tubo de cobre es la resistencia a la transferencia de calor dentro del tubo de cobre y afecta el efecto de transferencia de calor. Los datos experimentales muestran que los tubos de cobre con paredes más delgadas pueden transferir calor en poco tiempo y tienen buenos efectos de transferencia de calor. A medida que el espesor de la pared continúa aumentando, el efecto de transferencia de calor disminuye gradualmente y cuando el espesor de la pared es superior a 1 mm, la disminución del efecto de transferencia de calor es más obvia.
costo:
El espesor de la tubería de cobre también afecta su coste. En términos generales, el costo del material de los tubos de cobre con un espesor de pared más delgado es menor, pero los requisitos del proceso de producción son altos y el procesamiento es difícil, por lo que el precio de venta puede ser mayor. Los tubos de cobre con paredes más gruesas tienen costos de material más altos pero son menos difíciles de procesar, por lo que sus precios de venta son relativamente bajos.
Escenarios de aplicación:
Al seleccionar tuberías de cobre, se debe determinar el espesor adecuado en función del escenario de aplicación real. Por ejemplo, en lugares con altas cargas de calor y en partes locales como condensadores y evaporadores, los tubos de cobre delgados son más adecuados debido a su velocidad de transferencia de calor más rápida y su buen rendimiento de disipación de calor. En situaciones en las que es necesario soportar una mayor presión y se requiere una alta resistencia a la corrosión, los tubos de cobre gruesos son más adecuados.
En resumen, el espesor del tubo de cobre tiene un impacto importante en su capacidad de soportar presión, rendimiento de refrigeración y calefacción, eficiencia de transferencia de calor, costo y escenarios de aplicación. Al seleccionar tuberías de cobre, se deben considerar estos factores en función de las necesidades específicas y las condiciones reales para seleccionar el espesor de tubería de cobre más apropiado.
¿Cómo afecta la temperatura al rendimiento de los tubos de cobre?
1. Cambios en las propiedades físicas:
Las tuberías de cobre sufrirán cambios físicos debido a los cambios de temperatura. Cuando aumenta la temperatura, la longitud de la tubería de cobre aumentará y el diámetro se reducirá; por el contrario, cuando la temperatura disminuye, la longitud del tubo de cobre se acortará y el diámetro se expandirá. Esto se debe a que cuando el cobre cambia de temperatura, su estructura interna cambia, lo que resulta en cambios en las propiedades físicas generales.
Por ejemplo, el coeficiente de expansión lineal de una tubería de cobre es 0.018 mm/m·k. Cuando la temperatura aumenta 60 grados, un tubo de cobre de 1 m de largo aumentará 1 mm.
2. Conductividad térmica y conductividad eléctrica:
A altas temperaturas, aumentará la conductividad térmica y eléctrica de las tuberías de cobre. Esto hace que las tuberías de cobre se utilicen ampliamente en los campos de calefacción y refrigeración, especialmente en sistemas de energía solar y aire acondicionado, donde su rendimiento es particularmente excelente.
Aplicaciones y notas:
A altas temperaturas, la forma y el tamaño de los tubos de cobre cambian. Por lo tanto, se requieren ciertos cálculos y predicciones al usarlo para garantizar la estabilidad y seguridad del sistema.
Las tuberías de cobre de alta calidad pueden garantizar que no se doblarán ni deformarán en condiciones de temperatura entre -200 grados y 200 grados, no se quemarán cuando se expongan a llamas abiertas y no liberarán gases tóxicos cuando se expongan al calor. Esto demuestra que las tuberías de cobre son altamente adaptables a la temperatura y pueden soportar una amplia gama de cambios de temperatura, desde frío extremo hasta calor extremo.
3. Dilatación y contracción térmica:
Cualquier tubería se expandirá con el calor y se contraerá con el frío, y las tuberías de cobre no son una excepción. Sin embargo, en comparación con las tuberías de otros materiales, las tuberías de cobre tienen un coeficiente de expansión lineal menor, lo que las hace menos deformables cuando cambia la temperatura.
Durante la instalación de ingeniería, para hacer frente al estrés térmico causado por los cambios de temperatura, puede ser necesario tomar las medidas correspondientes, como instalar nudos telescópicos o coderas.