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Los datos de resistencia a la corrosión para las bridas de cobre-níquel deben considerarse junto con grados de aleación específicos (por ejemplo, Cu-Ni 90/10, 70/30), el tipo de medio corrosivo, la concentración, la temperatura y las condiciones de tensión. Los siguientes son datos medidos y referencias estándar de la industria basados en condiciones típicas de funcionamiento:
1. Datos de resistencia a la corrosión en entornos de agua de mar y pulverización salina
1. Tasa de corrosión por inmersión estática en agua de mar
Aleación Cu-Ni 90/10: En cloruro de sodio al 3,5% (agua de mar simulada), la tasa de corrosión a 25°C es <0,005 mm/año; en agua de mar que contiene 200 ppm de sulfuros, la tasa de corrosión aumenta a 0,01–0,02 mm/año (fuente de datos: prueba estándar ASTM G48).
Aleación Cu-Ni 70/30: En las mismas condiciones, la tasa de corrosión es menor, con una tasa de corrosión estática en agua de mar de <0,003 mm/año a 25°C, y una resistencia superior a la picadura en comparación con la aleación 90/10 (debido al mayor contenido de níquel).
Para comparación, el acero inoxidable 316L tiene una tasa de corrosión de aproximadamente 0,01–0,03 mm/año en agua de mar estática, pero es propenso a la corrosión por erosión en agua de mar en movimiento (velocidad de flujo >3 m/s), mientras que la aleación de cobre-níquel mantiene una tasa de corrosión de <0,05 mm/año incluso a una velocidad de flujo de 5 m/s.
2. Corrosión atmosférica marina por pulverización salina
En una prueba de pulverización salina al 5% de NaCl (estándar GB/T 10125, 35°C, pulverización continua), después de 1.000 horas de prueba, el espesor de la película de óxido superficial de la aleación Cu-Ni 70/30 fue <5 μm, and the weight loss rate was <0.1 gm², which outperforms carbon steel (weight 10–20 m²) ordinary brass5–10 m²).
II. Resistencia a la corrosión en medios ácidos
1. Entorno de ácido sulfúrico diluido
Aleación Cu-Ni 90/10: En una solución de ácido sulfúrico al 10%, la tasa de corrosión a 25°C es de aproximadamente 0,1–0,2 mm/año; cuando la temperatura sube a 60°C, la tasa de corrosión aumenta bruscamente a 0,5–1,0 mm/año; cuando la concentración de ácido sulfúrico supera el 20%, la tasa de corrosión supera los 1,5 mm/año (fuente de datos: Prueba de corrosión NACE TM0187).
Para comparación: Hastelloy C-276 exhibe una tasa de corrosión de <0,05 mm/año en ácido sulfúrico al 10% a 60°C, superando significativamente a la aleación Cu-Ni.
2. Entorno de ácido clorhídrico
Las aleaciones de cobre-níquel exhiben una baja resistencia a la corrosión en ácido clorhídrico: a 5% de ácido clorhídrico y 25°C, la tasa de corrosión de Cu-Ni 70/30 es de aproximadamente 0,5–1,0 mm/año, y el riesgo de corrosión por picaduras aumenta con el aumento de la concentración de iones cloruro; cuando la temperatura supera los 50°C, la tasa de corrosión puede superar los 2,0 mm/año, por lo que está estrictamente prohibido su uso en tuberías de medio de ácido clorhídrico.
III. Medios alcalinos y entornos especiales
1. Solución de hidróxido de sodio (NaOH)
En una solución de NaOH al 10% a 25°C, la tasa de corrosión de Cu-Ni 90/10 es <0,01 mm/año, lo que demuestra una excelente resistencia a los álcalis; sin embargo, cuando la concentración supera el 30% o la temperatura supera los 80°C, la tasa de corrosión aumenta a 0,1–0,2 mm/año, y puede producirse agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC).
Para comparación: Las aleaciones de titanio no muestran corrosión en ninguna concentración de solución de NaOH y son más adecuadas para condiciones fuertemente alcalinas.
2. Medio de amoníaco (NH₃)
Las aleaciones de cobre-níquel exhiben una resistencia a la corrosión extremadamente baja en entornos que contienen amoníaco: cuando la concentración de amoníaco supera las 50 ppm y la temperatura supera los 20°C, el SCC puede ocurrir incluso sin tensión. Un ejemplo típico es el agrietamiento de las bridas de cobre-níquel en las plantas de síntesis de amoníaco en cuestión de meses (fuente de datos: Directrices sobre corrosión bajo tensión de la Sección VIII-3 de ASME BPVC).
4. Datos de resistencia a la corrosión localizada
1. Potencial de picadura (E_b)
Mediante pruebas de polarización de potencial dinámico, el potencial de picadura de Cu-Ni 70/30 en una solución de NaCl al 3,5% es de aproximadamente +0,2 V (vs. SCE), superior al acero inoxidable 304 (-0,1 V), pero inferior al acero inoxidable 316L (+0,3 V), lo que indica que su resistencia a la corrosión por picaduras es superior a la del acero inoxidable ordinario. Sin embargo, en entornos que contienen cloruro, el acabado superficial aún debe controlarse (la rugosidad Ra < 1,6 μm puede reducir el riesgo de corrosión por picaduras).
2. Temperatura crítica de corrosión por rendijas (CCT)
La CCT de Cu-Ni 90/10 en una solución de NaCl al 3,5% es de aproximadamente 40°C, lo que significa que cuando la temperatura supera los 40°C y existen huecos (como en las áreas de contacto de las juntas de las bridas), puede producirse corrosión por rendijas, con tasas de corrosión superiores a 0,5 mm/año; por el contrario, la CCT del acero dúplex 2205 es >70°C, lo que demuestra una resistencia superior a la corrosión por rendijas.
5. Datos de oxidación a alta temperatura y resistencia a la corrosión a largo plazo
A 300°C en aire seco, la tasa de oxidación de Cu-Ni 70/30 es de aproximadamente 0,02 mm/año, con una capa de óxido compuesto de CuO-NiO densa que se forma en la superficie; cuando la temperatura sube a 400°C, la tasa de oxidación aumenta a 0,1 mm/año, y la capa de óxido comienza a desprenderse; en comparación con el acero inoxidable 310S (la tasa de oxidación a 800°C es de 0,05 mm/año), la resistencia a la oxidación a alta temperatura de la aleación de cobre-níquel es significativamente insuficiente.
Notas de aplicación de datos
Factores de desviación de datos: Las tasas de corrosión reales están influenciadas por factores como la velocidad del medio, el contenido de oxígeno disuelto, los microorganismos (por ejemplo, bacterias SRB) y la contaminación de la superficie. Por ejemplo, en agua de mar que contiene bacterias reductoras de sulfato, la tasa de corrosión de la aleación de cobre-níquel puede aumentar de 2 a 3 veces.
Referencias estándar: Los datos anteriores se basan en pruebas estáticas de laboratorio. Para aplicaciones de ingeniería, se deben realizar evaluaciones de las condiciones de funcionamiento dinámicas de acuerdo con normas como NACE MR0175 (industria del petróleo y el gas) y ASTM B151 (norma de aleación de cobre-níquel).
Recomendaciones de margen de seguridad: En agua de mar y medios ligeramente ácidos, el margen de corrosión de diseño para las bridas de cobre-níquel es típicamente de 0,5-1,0 mm (calculado para una vida útil de 20 años). En entornos donde puede haber amoníaco o altas temperaturas, se deben evitar los materiales de cobre-níquel.

Como muestran los datos específicos, las bridas de cobre-níquel funcionan excelentemente en agua de mar, soluciones salinas neutras y entornos débilmente alcalinos. Sin embargo, exhiben importantes deficiencias en la resistencia a la corrosión en escenarios de ácido fuerte, amoníaco y altas temperaturas. Al seleccionar materiales, es esencial hacer coincidir con precisión los parámetros del proceso con los datos de corrosión del material.