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Las bridas de cobre-níquel se utilizan ampliamente en ingeniería naval, industria química, construcción naval y tratamiento de aguas marinas.Propiedades mecánicas, procesable y rentable en general, según se detalla a continuación:
1Excelente resistencia al agua de mar y a la corrosión por cloruro
Resistencia a la corrosión completa del agua de mar: las aleaciones de cobre y níquel (como Cu-Ni 90/10, 70/30) forman una capa densa de película de pasivación de óxido de cobre (Cu2O) en sus superficies cuando se exponen al agua de mar,El acero inoxidable es un acero inoxidable que se utiliza para la fabricación de acero inoxidable, con una velocidad de corrosión anual típicamente inferior a 0,05 mm, muy inferior al acero al carbono (0,1 mm/año) y al acero inoxidable ordinario (0,05 mm/año).Por ejemplo:, en los sistemas de tuberías de agua de mar de los buques, las bridas de cobre-níquel pueden funcionar en contacto directo con el agua de mar durante más de 20 años sin necesidad de reemplazo, mientras que las bridas de acero al carbono,incluso con recubrimientos resistentes a la corrosión, pueden desarrollarse perforaciones dentro de los cinco años.
Resistencia a la corrosión por perforado y a la corrosión por esfuerzo: las aleaciones de cobre y níquel no presentan prácticamente ninguna corrosión por perforado en ambientes de cloruro (potencial de perforado > +0,2 V vs.SCE) y son inmunes al agrietamiento por corrosión por tensión inducida por cloruro (SCC)En comparación con el acero inoxidable 316L, que todavía puede fallar debido a la corrosión por grietas en ambientes de agua de mar, la corrosión de las superficies de sellado de las bridas de cobre-níquel es insignificante.
Resistencia al sulfuro y a la contaminación biológica: Los iones de cobre tienen propiedades antibacterianas naturales, inhibiendo la adhesión de microorganismos (como barrancos y algas) en el agua de mar y reduciendo la contaminación biológica.Además, en los ambientes de petróleo y gas que contienen H2S, es poco probable que las aleaciones de cobre y níquel se sometan al craqueo por tensión por sulfuro (SSC),Considerando que el acero al carbono y el acero de baja aleación requieren un tratamiento adicional de inhibición de la corrosión en tales entornos;.
II. Excelentes propiedades mecánicas y resistencia a la temperatura
Equilibrio de resistencia y dureza: las aleaciones de cobre-níquel tienen una resistencia a la tracción de 300-450 MPa y una tasa de alargamiento superior al 30%, combinando una alta resistencia con dureza de impacto.Las bridas de Cu-Ni 70/30 mantienen una buena dureza a -196°C, por lo que son adecuados para sistemas de agua de mar de baja temperatura en terminales de recepción de gas natural licuado (GNL);El acero al carbono tiende a volverse frágil a bajas temperaturas y requiere un tratamiento de normalización..
Estabilidad en entornos de temperatura media: las aleaciones de cobre y níquel pueden utilizarse a largo plazo a temperaturas de 200 a 300 °C con una reducción de resistencia inferior al 10%,que los hace adecuados para aplicaciones tales como intercambiadores de calor y tuberías de calefacción de agua de marPor el contrario, el acero inoxidable austenítico puede experimentar corrosión intergranular debido a la precipitación de carburo a temperaturas superiores a 300 °C, mientras que las aleaciones de cobre y níquel no presentan este riesgo.
3Excelente rendimiento de mecanizado y soldadura
Propiedades de moldeo y mecanizado: Las aleaciones de cobre-níquel presentan una buena plasticidad y pueden formarse mediante flexión en frío, forja en caliente y otros procesos.no se endurecen fácilmente en el trabajo (índice de endurecimiento < 0).3), y su eficiencia de mecanizado es superior a la del acero dúplex y de las aleaciones a base de níquel.las bridas de cobre-níquel marinas pueden fabricarse directamente en accesorios complejos mediante prensado en frío, mientras que el acero dúplex requiere un control de deformación para evitar el agrietamiento.
Amplia adaptabilidad a la soldadura: las aleaciones de cobre-níquel se pueden soldar utilizando procesos de soldadura por arco manual TIG, MIG y no se requiere precalentamiento especial ni tratamiento térmico posterior a la soldadura,y la zona afectada por el calor no presenta fragilidad ni corrosión intergranularEn comparación con las aleaciones a base de níquel (como el Inconel 625), que requieren un estricto control de la temperatura del intervalo durante la soldadura, la dificultad del proceso se reduce significativamente.
4Conductividad térmica y ventajas económicas
Eficiencia de conductividad térmica alta: La conductividad térmica de las aleaciones de cobre-níquel alcanza los 1626 W/m·K, aproximadamente 1,5 veces la del acero inoxidable 316L (16 W/m·K),que los hace adecuados para aplicaciones que requieren una rápida disipación de calor o un intercambio de calor.g., flancos de refrigeración de agua de mar), reduciendo así la concentración de tensión térmica.
Eficacia en términos de costes y duración de vida: Las aleaciones de cobre y níquel son más caras que el acero al carbono y el acero inoxidable ordinario, pero más baratas que las aleaciones a base de níquel (por ejemplo,Inconel 625 es 3-5 veces más caro)En la ingeniería naval, la ventaja del coste del ciclo de vida (LCC) de las bridas de cobre-níquel es significativa, por ejemplo,una plataforma marina que utilizaba bridas de Cu-Ni 90/10 tenía un coste inicial un 30% superior al del 316L, pero los costes de explotación y mantenimiento durante 20 años se redujeron en un 60%, lo que se tradujo en costes globales más bajos.
5Características de valor añadido de la resistencia al medio ambiente y al clima
No existe riesgo de liberación de metales pesados: la tasa de liberación de iones de cobre en las aleaciones de cobre y níquel es extremadamente baja (< 0,01 mg/l),que cumplen las normas de descarga de agua de mar y son adecuados para proyectos de ingeniería marina con requisitos ambientales estrictosSin embargo, ciertas bridas de acero inoxidable pueden liberar iones de níquel bajo una exposición prolongada al agua de mar, lo que plantea riesgos ecológicos.
Resistencia a la corrosión atmosférica y a la contaminación: las aleaciones de cobre y níquel forman una pátina de cobre azul-verde (cloruro de cobre básico) en sus superficies en las atmósferas marinas, lo que evita aún más la corrosión,haciendo que sean adecuados para tuberías expuestas costerasLas superficies lisas también tienen propiedades antibacterianas, reduciendo la resistencia al flujo inducida por la contaminación y la frecuencia de mantenimiento.
Resumen de las actividades
Las bridas de cobre y níquel, con sus principales ventajas de “resistencia a la corrosión del agua de mar, propiedades mecánicas equilibradas y facilidad de procesamiento,” se han convertido en el material preferido para la ingeniería naval.las navesEn comparación con el acero inoxidable y el acero al carbono, su durabilidad a largo plazo en entornos de iones cloruro y su rentabilidad general son particularmente notables.En comparación con las aleaciones a base de níquelEn la selección de materiales, factores como la resistencia a la corrosión media, la temperatura, la presión, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la corrosión se deben considerar.y los requisitos medioambientales deben considerarse para aprovechar plenamente sus ventajas equilibradas en resistencia a la corrosión y propiedades mecánicas.