Помогите решить проблемму

[dmr]

Рвет трубку наверняка тепловое расширение,сужение. Алюминий прилипая изнутри остывая сжимается(коэффициент расширения весьма большой),при этом медь нагреваясь расширяется,при том,что имеет малую теплоемкость,нагревается быстро,и сильно,и расширяется. Короче надо на первый момент уменьшить тепловое взаимодействие расплава,и трубки,за счет отвода тепла. И ,предложенная,предварительная обработка парафином,возможно спасет. Испаряющийся парафин,унесет лишнее тепло,и в первый момент исключит слипание металлов,и тепловой обмен.

[Iskander]

А что Вас смущает? 700 градусов там только в начальный момент. Пока парафин выкипит, алюминь уже остынет до приемлемых температур...

Полыхнёт. С возможным выбросом расплавленного металла.

Кстати, как вариант, можно в исходный расплав алюминия добавить меди. Она его насытит и расплав уже не будет действовать на трубку. Хотя коррозионная стойкость композита может получиться весьма низкая, но вдруг там воды не будет.

Кстати, а что за жидкость там испаряется?

[stallker]

Ребята! Что делать то? Хромирование трубки поможет?

Трубку покрасьте мел + жидкое стекло, так тигеля для плавки ал. защищиют.

[SkydiVAR]

Заливайте цинком или ПОЦ-ем. Свинцом, наконец.

Люмень равно высокая теплопроводность.

Никелирование или хромирование по науке должно помочь.

Никелирование, хромирование, лужение, цинкование... Отжиг будет в плюс.

[Гесс]

Кстати, как вариант, можно в исходный расплав алюминия добавить меди. Она его насытит и расплав уже не будет действовать на трубку. Хотя коррозионная стойкость композита может получиться весьма низкая, но вдруг там воды не будет.

Залить поверх алюминием.

[Лекарь МС]

Это испаритель. Алюминиевая болванка нагревается до температуры 250 градусов и в трубку подается жидкость.

Алюминиевая болванка - это то, что залито в трубку?
Как вы нагреваете алюминиевую болванку?
Джоулев разогрев?
Тогда у меди теплопроводность выше, а значит нагрев равномернее.
Как вы можете подать жидкость? У вас же одно залито в другое.
Там какие зазоры будут между алюминием и медью?

Тепловой контакт медной трубки с алюминием необходим.

Зачем?

Я много видел таких испарителей промышленного производства. Теперь, столкнувшись с этой проблемой, пытаюсь вспомнить, какие они были.

Наименование оборудования?
Ссылки на это оборудование?
И какая у вас проблема? Проблема в непонимании. Мягкое - потому как материал "отпустили".
И ещё.
Медь, алюминий, вода(предполагаемая жидкость) и 250 Цельсия.
Знаете что будет?

[ximi]

Медь и алюминий реагируют образуя интерметалиды

Cu9Al4 , Al2Cu их образование экзотермично ...

[Sovetnik]

Ребята! Что делать то?

Если разрушение меди является результатом растворения ее в алюминии, то значит нужно изначально растворить медь в алюминии, приготовив эвтектический сплав из 1/3 меди и 2/3 алюминия, его температура плавления 548 С.
Этим сплавом и заливать трубку.

[DMX Tester]

Большое спасибо всем, кто откликнулся, но тему пока не закрываю - надеюсь получить квалифицированное резюме - что делать, как делать, чтоб получить гарантированный результат при минимальных затратах денег и времени и с учетом моих ограниченных возможностей.
Многие спрашивают, что за хрень я делаю. Отвечаю: Это испаритель из сценического генератора дыма. На фото распиленный неудавшийся экземпляр. В этот испаритель монтируется тэн и ставятся датчики температуры. Тен нагревает алюминиевую болванку, являющуюся аккумулятором тепла, до 250 градусов. В нужный момент в трубку подается жидкость (вода+глицерин), которая испаряется и в виде пара выходит с другого конца трубки. Теплоемкость тонкостенной медной трубки мизерная, поэтому хороший тепловой контакт трубки с алюминиевой болванкой необходим. Жидкость поступает только внутрь трубки и при нормально функционирующем устройстве алюминий и места контакта алюминия с медью сухие. Сколько видел таких уже поработавших испарителей - ни разу не замечал никаких артефактов на стыке алюминия с медью.

А теперь я попробую сделать выводы из Ваших ответов:

Вопрос - что разрушило медную трубку?
Ваши ответы:
1. Растворение. - Не похоже. Это заключение я делаю из характера повреждения трубки - локально и глубоко( трубка с толщиной стенки 0,6 мм проедена насквозь). Глубокие повреждения - примерно 1% поверхности трубки, Неглубокие - еще 2-3%, Почернение трубки - процентов 20-30, но процентов на 70 трубка не пострадала - выглядит как новая.
2. Электролиз. - Это возможно? Это я, не химик, спрашиваю у Вас, химиков. Разве возможен электролиз меди в расплавленном алюминии?
3. Медь и алюминий реагируют образуя интерметалиды Cu9Al4 , Al2Cu их образование экзотермично ... - Тут я вообще ничего не понял. Если кто поддерживает эту версию, сообщите мне об этом. И что с этим делать.
4. А не было больше версий. Может еще какую версию подкинете. Могу предположить, что в расплавленном алюминии присутствовала медь, магний, марганец( вполне возможно, что я плавил дюралюминий), кремний (а может это был силумин, а может и то и другое) и прочие примеси. Странным является тот факт, что все повреждения находятся на разных витках спирали из трубки, но локализованы на одной стороне спирали - прямо друг над другом. Может причиной всего была оксидная пленка с поверхности расплавленного алюминия, попавшая именно в это место спирали при заливке? Кстати в алюминии в месте контакта с проеденной трубкой пустоты с неровной поверхностью, а где медная трубка не повреждена и алюминий гладенький. Ощущение, что это была какая-то реакция с выделением газов. Я технарь, а не химик и не могу из всего изложенного сделать вывод. Надеюсь, что вывод сделаете Вы и я тогда узнаю, что же произошло и как это обойти.

Вопрос - Как защитить медную трубку?
Наиболее понравившийся ответ: Никелирование, хромирование, лужение, цинкование... Отжиг будет в плюс. Опять же, я-технарь. Электролиз могу организовать, а вот с реактивами проблема - доступа нет. Можно конечно постараться и найти того, кто в Омске оказывает подобные услуги. Из предложенного могу сделать лужение оловянным припоем. А поможет? Олово мгновенно расплавится при заливке алюминия.

Извините за такой длинный пост, но я очень хочу получить ответы на свои вопросы.

[Sovetnik]

Теплоемкость тонкостенной медной трубки мизерная, поэтому хороший тепловой контакт трубки с алюминиевой болванкой необходим.

Теплоемкость здесь ни при чем. Хороший контакт обеспечивает хорошую теплопроводность и передачу тепла от болванки к трубке, а от трубки к испаряемой жидкости, в противном случае, воздушный зазор очень сильно ухудшает теплопередачу.

2-й пункт отпадает из-за отсутствия электролитов и кратковременности процесса.

3. Медь и алюминий реагируют образуя интерметалиды Cu9Al4 , Al2Cu их образование экзотермично ... - Тут я вообще ничего не понял. Если кто поддерживает эту версию, сообщите мне об этом. И что с этим делать.

Это вариант 1-го пункта.

То, что медь очень хорошо растворяется в расплавленном алюминии - это факт.
Неизвестно только - как быстро это происходит - нужно искать статьи на эту тему.
Поэтому проще самим это проверить - расплавить алюминий, опустить в него нижний конец длинной медной трубки и помешивая им понаблюдать, как происходит растворение.

[Гесс]

2-й пункт отпадает из-за отсутствия электролитов и кратковременности процесса.

3. Медь и алюминий реагируют образуя интерметалиды Cu9Al4 , Al2Cu их образование экзотермично ... - Тут я вообще ничего не понял. Если кто поддерживает эту версию, сообщите мне об этом. И что с этим делать.

Это вариант 1-го пункта.

То, что медь очень хорошо растворяется в расплавленном алюминии - это факт.
Неизвестно только - как быстро это происходит - нужно искать статьи на эту тему.
Поэтому проще самим это проверить - расплавить алюминий, опустить в него нижний конец длинной медной трубки и помешивая им понаблюдать, как происходит растворение.

+1
И бороться с растворением можно попробовать именно использованием алюминия (дюраля, фиг его знает чего) уже заранее насыщенного медью. Чтоб как минимум предельно замедлить этот процесс. Ссылок на фазовые диаграммы медь-алюминий еще вроде не дали, но они легко выгугливаются.

[Лекарь МС]

Ай молодцы!
А пожарный что скажет?
Когда театр полыхнёт, кто виноват будет?
Самодельное устройство... Лучше купите готовое сертифицированное.
Кстати, от этого генератора глицерин будет везде тонким слоем - на креслах, под креслами, на стенках оркестровой ямы, на сцене.
Естественно все догадаются, что это всё присутствует и в лёгких.
Жидкий азот не устраивает что ли?
Но если уж неймётся - трубка из нихрома, малого диаметра и длинная, Джоулев разогрев.
Сверху слой тонкой фторопластовой ленты и проволочный нихромовый нагреватель как бы для подогрева-термостатирования.

[DMX Tester]

Ай молодцы!

Если это интересно, я чиню сертифицированное устройство. И после решения обсуждаемой здесь проблемы испаритель не будет уступать оригиналу ни по каким параметрам, в том числе и по безопасности.

[ Post made via Android ]

[Iskander]

Похоже, что проблема в глицерине/смеси которая изнутри разрушает трубку, а затем алюминий. Продукты выносятся потоком пара/аэрозоля

Откуда глицерин? Если в нём есть хоть примеси щёлочи (например, глицерин от биодизеля или плохо очищенный мыловаренный), то в этих условиях он медь будет пожирать с изрядной скоростью.
Для проверки коррозионной гипотезы - попробуйте пропускать пары через какой-нибудь матерчатый фильтр из белой ткани и оцените чистоту "выхлопа". Контрольная проверка - пропускайте через испаритель дистиллированную воду. Она-то должна дать чистый пар.

[DMX Tester]

Похоже, что проблема в глицерине/смеси которая изнутри разрушает трубку, а затем алюминий. ...

До глицерина дело не дошло. Медную трубку разъело в момент заливки расплавленным алюминием.

[anatoliy]

Все так лихо отвергают теплоноситель, хотя бы воду. Да взрывной процесс может быть при быстрой заливке расплавленным алюминием. Если заливать малыми порциями, или по частям обливать, то можно не достичь кипения, особенно если делать поток хладогента. И это можно прикинуть исходя из теплового баланса. Кто паял? Если капелька припоя попадет на кожу, что будет? А если его грамм 10 вылить? Для получения сплава нужен массообмен. Может надо просто тальком обработать спираль перед процессом? Или сначала погрузить медь в легкий сплав, а затем уже заливать алюминием.

[Гесс]

А если он бухнет много алюминия за раз, то его парогенератор заработает сразу, причем возможно даже не только в оба конца но и еще кудато.
Обработать спираль тальком - чеб ему не смыться первой порцией алюминия? А если там налепить толстый слой - капец теплообмену конечного продукта.

А вот посмотреть как растворяется медь в (дур?)алюминии - это уже как минимум третье если не четвертое предложение автору.

[SkydiVAR]

Загляните вот сюда: "Сварка алюминия и меди".

Электролитическое нанесение на медную кромку слоя олова или цинка при сварке металла малой толщины (3 ... 8 мм) позволяет получать хорошие соединения, так как слой покрытия, выполняющий роль барьера, кроме того создает перед движущейся волной жидкого металла прослойку, облегчающую смачивание поверхности расплавом алюминия.

Полагаю,что термическое лужение трубки тоже спасёт отца русской демократии.

Дыры выгрызают, похоже, именно образующиеся интерметаллиды. С внутренней стороны - поскольку изнутри остывает дольше.

Я бы либо не стал бы заморачиваться с заливкой, а проточил спиральную канавку на поверхности цилиндрической болванки и закрыл снаружи кожухом из двух половинок с ответными канавками. Кстати, два продольных пропила в Вашей отливке с противоположных сторон до середины медной трубки - и отливка превосходно разберётся на три детали. Намотать на центральную деталь свежую медную трубку, кожух стянуть болтами/хомутами - и готово!

Альтернатива - перед заливкой вставить в середину спирали болванку из дюраля, диаметром на сантиметр - другой меньшим и наливать только в зазор.

[Гесс]

Альтернатива - перед заливкой вставить в середину спирали болванку из дюраля, диаметром на сантиметр - другой меньшим и наливать только в зазор.

Ага, тоже об этом подумал. Снижается теплоемкость жидкого металла (с количством металла), но зато лить его будут сразу на спираль, что не факт что есть хорошо.

[Лекарь МС]

У меня на этот момент единственный вопрос - зачем в медную трубку наливать алюминий?
Или вы спираль из медной трубки называете медной трубкой, а залитую алюминием спираль из медной трубки называете "залить алюминий в трубку"?