أخبار

1قيود الأداء في بيئات ذات درجات حرارة عالية
القوة تنخفض بشكل كبير مع زيادة درجة الحرارة:سبائك النحاس والنيكل (مثل Cu-Ni 70/30) تشهد انخفاضا في قوة السحب من 450 MPa إلى أقل من 300 MPa عند درجات الحرارة أعلى من 300 °Cفي المقابل ، يمكن استخدام سبائك النيكل (مثل Inconel 625) لفترة طويلة في 650 درجة مئوية ،بشأن تقييد قابلية تطبيق شرائح النحاس والنيكل في أنابيب البخار عالية درجة الحرارة، سخانات المصافي، وحالات مماثلة.
مخاطر الأكسدة في درجات الحرارة العالية وتفريغ الزنك: تتميل سبائك النحاس والنيكل إلى تشكيل طبقة فضفاضة من أكسيد النحاس (CuO) في الظروف الجوية فوق 400 درجة مئوية ، مما يؤدي إلى تآكل السطح.سبائك النحاس والنيكل التي تحتوي على الزنك (مثل بعض سبائك Cu-Ni-Zn المعدلة) قد تخضع لتآكل التلوث الزنك عند درجات الحرارة العاليةعلى النقيض من ذلك ، يقدم الفولاذ المقاوم للصدأ 310S (مع مقاومة درجة حرارة عالية 1150 درجة مئوية) مزايا كبيرة في مثل هذه البيئات.
II. التكاليف الأولية والقيود الموارد
تكاليف المواد أعلى بكثير من تكاليف المعادن العادية:سبائك النحاس والنيكل (مثل Cu-Ni 90/10) تكلف حوالي 5 ٪ 8 أضعاف من الفولاذ الكربوني و 3 ٪ 4 أضعاف من 304 الفولاذ المقاوم للصدأأخذ فليانج DN100 PN16 كمثال، سعر الوحدة من فليانج النحاس والنيكل هو حوالي 2000 يوان، في حين أن فليانج الفولاذ الكربوني هو 300 يوان فقط،الضغط على تكاليف المشتريات الأولية للمشاريع الحساسة للميزانية.
ندرة موارد النحاس وتقلبات الأسعار: باعتبارها موردًا استراتيجيًا ، يخضع النحاس لتقلبات كبيرة في الأسعار بسبب ديناميات العرض والطلب العالمية (على مدى السنوات الخمس الماضية ،ارتفعت أسعار النحاس في بورصة لندن للمعادن بين 25،000 و 100,000 يوان للطن) ، والتي قد تؤدي إلى تكاليف المشروع غير قابلة للسيطرة؛ على النقيض من ذلك،المواد مثل الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ لديها سلاسل التوريد أكثر استقرارا وتعرض تقلبات الأسعار أقل.
الثالث: أوجه القصور في مقاومة التآكل في وسائل الإعلام الخاصة
مقاومة التآكل غير الكافية في بيئات حمضية قوية وقلوية قوية: تتعرض سبائك النحاس والنيكل للتآكل السريع في حمض الكبريتيك المخفف (> 5٪) ، حمض النيتريك (> 10٪) ،أو القلي البدني (pH > 12)على سبيل المثال ، في وحدات تحييد الأحماض والقواعد في الصناعة الكيميائية ، 316L الفولاذ المقاوم للصدأ (مقاوم للحمض النيتريك) أو Hastelloy (مقاوم للحمض الكبريتيكي) هي أكثر ملاءمة ،في حين أن شرائح النحاس والنيكل قد تطور ثقوب في غضون أشهر.
مقاومة ضعيفة لتآكل الأمونيا: يخضع سبائك النحاس والنيكل للكراك التآكل الضغط (SCC) عند تعرضها للغاز الأمونيا (NH3) أو أملاح الأمونيا ،ويحظر استخدامها في محطات توليف الأمونيا وأنظمة التبريد في مرافق التخزين الباردعلى النقيض من ذلك ، يمكن استخدام شظايا الفولاذ الكربوني والألومنيوم البرونزي بأمان في البيئات التي تحتوي على الأمونيا.
4خصائص ميكانيكية غير كافية في ظروف شديدة
قيود القوة في ظروف الضغط العالي:قوة الانسحاب من سبائك النحاس والنيكل (حوالي 150-250 MPa) أقل من الصلب المزدوج (أكثر من 450 MPa) والسبائك القائمة على النيكل (أكثر من 500 MPa)في خطوط الأنابيب عالية الضغط (على سبيل المثال، نقل الغاز الطبيعي عند 10 MPa أو أعلى) ، تتطلب شرائح النحاس والنيكل زيادة سمك الجدار لتلبية متطلبات القوة.مما يؤدي إلى زيادة أكبر في الوزن والتكلفة، في حين أن شرائح الفولاذ المزدوجة يمكن أن تقلل من الأبعاد بسبب مزايا قوة المواد.
القيود المفروضة على صلابة درجات الحرارة المنخفضة: على الرغم من أن سبائك النحاس والنيكل تحتفظ بصلابتها عند -196 درجة مئوية (درجة حرارة الغاز الطبيعي المسال) ، إلا أن صلابتها عند الاصطدام تنخفض عند درجات حرارة أقل (على سبيل المثال ،-269 درجة مئوية في بيئات الهيليوم السائل)السبائك القائمة على النيكل (على سبيل المثال ، Inconel 625) تحافظ على أدائها عند -270 درجة مئوية وهي أكثر ملاءمة لمرافق البحوث في درجات الحرارة المنخفضة للغاية.
5متطلبات خاصة للتجهيز والصيانة
تتطلب عملية اللحام توافقًا كبيرًا مع مواد اللحام: عند لحام سبائك النحاس والنيكل ، يجب استخدام سلك لحام نحاس والنيكل المتخصص (مثل ERCuNi).إذا تم استخدام مواد لحام الفولاذ المقاوم للصدأ عن طريق الخطأ، يمكن أن تتساقط المراحل الهشة في اللحام ، مما يؤدي إلى انخفاض في القوة بأكثر من 50 ٪ ، في المقابل ، يمكن لحام شرائح الفولاذ الكربوني باستخدام الأقطاب الكهربائية E43 القياسية ،التي لديها متطلبات عملية أقل.
تكاليف معالجة السطح والتنظيف: تتطلب شرائح النحاس والنيكل معالجة التجاوز بعد المعالجة لتعزيز مقاومة التآكل ، في حين يمكن استخدام شرائح الفولاذ المقاوم للصدأ مباشرة.في بيئات النفط والغاز التي تحتوي على الكبريت، قد تتشكل أسطح النحاس والنيكل كبريتيد النحاس الأسود (CuS) ، والذي لا يؤثر على المادة الأساسية ولكن يتطلب تنظيفًا ميكانيكيًا منتظمًا ، مما يزيد من عبء العمل في الصيانة.
6الوزن وقيود التثبيت
الكثافة العالية تؤدي إلى ضغط الحمل التثبيت: كثافة سبيكة النحاس والنيكل حوالي 8.9 غرام / سم 3 ، وهو 1.14 مرة من الفولاذ الكربوني (7.8 غرام / سم 3) و 3.3 مرات من سبيكة الألومنيوم (2في خطوط الأنابيب البحرية الكبيرة أو رفوف الأنابيب المرتفعة ، قد يتطلب استخدام شرائح النحاس والنيكل تعزيزًا إضافيًا لهياكل الدعم ، مما يزيد من تكاليف الهندسة.
خطر التآكل الكالفاني عند ربط المعادن المختلفة: عندما يتلامس سبائك النحاس والنيكل مباشرة مع المعادن مثل الفولاذ الكربوني أو الألومنيوم ، فإن وجود مادة كهربائية (على سبيل المثال ،مياه البحر) يمكن أن تشكل زوج غالفانيعلى سبيل المثال عند توصيل شراع النحاس والنيكل إلى أنبوب من الصلب الكربوني،يجب تثبيت غشاشات عازلة أو استخدام حماية الأندود التضحية.، زيادة تعقيد التثبيت.
7القيود البيئية والسيناريوهات الخاصة
مشاكل الحساسية البيئية المتعلقة بإطلاق أيونات النحاس: في السيناريوهات التي تتطلب متطلبات صارمة لتركيز أيونات النحاس (على سبيل المثال، تتطلب معايير مياه الشرب في الاتحاد الأوروبي Cu < 2 mg / L) ،مثل تربية الأحياء المائية في المياه العذبة ومعالجة مياه الشرب، فإن معدل إفراز أيونات النحاس في شرائح النحاس والنيكل (حوالي 0.05 ‰ 0.1 ملغ / لتر بعد الغمر لفترة طويلة) يلبي المعايير. ومع ذلك، لا تزال بعض المشاريع تفضل استخدام مواد خالية من النحاس (مثل.g.، PVDF فلنجات البلاستيك) لتجنب المخاطر المحتملة.
التنفس المغناطيسي يؤثر على تشغيل المعدات الخاصة: سبائك النحاس والنيكل لها تنفس مغناطيسي قريب من 1 (خصائص مغناطيسية ضعيفة) ،ولكن في سيناريوهات تتطلب مواد غير مغناطيسية، مثل أغطية السوائل المغناطيسية الدقيقة والمغناطيسات فائقة التوصيل ، يجب استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي (الشفافية المغناطيسية ≈ 1) أو سبائك التيتانيوم (غير المغناطيسية) ،والشظايا النحاسية النيكلية لا يمكن أن تفي بهذه المتطلبات.
ملخص
تكمن العيب المتأصل للفلنجات النحاسية النيكلية في مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدى مدىفي ظروف قاسية مثل درجات الحرارة العالية، الأحماض القوية، الضغوط العالية، أو درجات الحرارة المنخفضة للغاية، يتم تجاوز أدائها من قبل سبائك القاعدة على النيكل، والفولاذ المزدوج، وغيرها من المواد.تطبيقات خفيفة الوزن، أو البيئات التي تشمل وسائل خاصة (مثل الأمونيا، الأحماض القوية، أو القليات) ، الفولاذ الكربوني، الفولاذ المقاوم للصدأ، أو المواد غير المعدنية تقدم مزايا أكبر.من الضروري النظر في تآكل ظروف التشغيل، معايير درجة الحرارة والضغط، الميزانية والجدول الزمني، فضلا عن المتطلبات البيئية.يجب أن يتم التوازن بين مزايا مقاومة التآكل وقيود تطبيق شرائح النحاس والنيكلإذا لزم الأمر، يمكن استخدام حلول مركبة (مثل شظايا النحاس والنيكل جنبا إلى جنب مع الطلاء المقاوم للتآكل) لمعالجة أي أوجه القصور.