Ειδήσεις

1. Περιορισμοί απόδοσης σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας
Η αντοχή μειώνεται σημαντικά με την αύξηση της θερμοκρασίας:Τα κράματα χαλκού-νικέλου (όπως το Cu-Ni 70/30) παρουσιάζουν μείωση της αντοχής στη τράβηξη από 450 MPa σε λιγότερο από 300 MPa όταν οι θερμοκρασίες υπερβαίνουν τους 300 °CΑντίθετα, τα κράματα με βάση το νικέλιο (όπως το Inconel 625) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μεγάλο χρονικό διάστημα στους 650 °C,για τον περιορισμό της εφαρμογής φλάντζων χαλκού-νικελίου σε ατμοδοχεία υψηλής θερμοκρασίας, θερμαντήρες διυλιστηρίων και παρόμοια σενάρια.
Κίνδυνοι οξείδωσης σε υψηλές θερμοκρασίες και διάλυσης ψευδαργύρου: Τα κράματα χαλκού-νικέλου τείνουν να σχηματίζουν ένα χαλαρό στρώμα οξειδίου του χαλκού (CuO) σε ατμοσφαιρικές συνθήκες άνω των 400 °C, οδηγώντας σε διάβρωση της επιφάνειας.Τα κράματα χαλκού-νικέλου που περιέχουν ψευδάργυρο (όπως ορισμένα τροποποιημένα κράματα Cu-Ni-Zn) μπορεί να υποστούν διάβρωση από διάλυση ψευδάργυρου σε υψηλές θερμοκρασίεςΑντίθετα, ο ανοξείδωτος χάλυβας 310S (με αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες 1150°C) προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα σε τέτοια περιβάλλοντα.
ΙΙ. Αρχικά κόστη και περιορισμοί πόρων
Τα έξοδα υλικών είναι σημαντικά υψηλότερα από αυτά των συνηθισμένων μετάλλων:Τα κράματα χαλκού-νικελίου (όπως το Cu-Ni 90/10) κοστίζουν περίπου 5 ̇8 φορές περισσότερο από το χάλυβα άνθρακα και 3 ̇4 φορές περισσότερο από το 304 ανοξείδωτο χάλυβαΛαμβάνοντας για παράδειγμα μια φλέβα DN100 PN16, η τιμή μονάδας μιας φλέβας χαλκού-νικέλου είναι περίπου 2.000 γιουάν, ενώ αυτή μιας φλέβας χάλυβα άνθρακα είναι μόνο 300 γιουάν,που ασκεί πίεση στα αρχικά έξοδα προμηθειών για έργα ευαίσθητα στο προϋπολογισμό.
Η ελλείψη πόρων χαλκού και η αστάθεια των τιμών: Ως στρατηγικός πόρος, ο χαλκός υπόκειται σε σημαντικές διακυμάνσεις των τιμών λόγω της παγκόσμιας δυναμικής προσφοράς και ζήτησης (στα τελευταία πέντε έτη, το χαλκός έχει αυξηθεί σε περίπουΟι τιμές του χαλκού στο Χρηματιστήριο Μεταλλικών Λονδίνου έχουν κυμαίνεται μεταξύ 25Το κόστος του σχεδίου μπορεί να είναι ανεξέλεγκτο.υλικά όπως ο χάλυβας άνθρακα και ο ανοξείδωτος χάλυβας έχουν πιο σταθερές αλυσίδες εφοδιασμού και παρουσιάζουν μικρότερες διακυμάνσεις τιμών.
ΙΙΙ. Ανεπάρκειες στην αντοχή στη διάβρωση σε ειδικά μέσα
Ανεπαρκής αντοχή στη διάβρωση σε ισχυρά οξέα και αλκαλικά περιβάλλοντα: τα κράματα χαλκού-νικελίου υφίστανται γρήγορη διάβρωση σε αραιωμένο θειικό οξύ (> 5%), αζώτιο οξύ (> 10%),ή καυστικό αλκαλικό (pH > 12)Για παράδειγμα, στις μονάδες εξουδετέρωσης οξέων και βάσεων στη χημική βιομηχανία, είναι πιο κατάλληλο το ανοξείδωτο χάλυβα 316L (ανθεκτικό στο νιτρικό οξύ) ή το χάλυβα Hastelloy (ανθεκτικό στο θειικό οξύ).ενώ οι φλάντζες χαλκού-νικελίου μπορεί να αναπτύξουν διατριβές μέσα σε μήνες.
Κακή αντοχή στη διάβρωση από αμμωνία: τα κράματα χαλκού-νικελίου υφίστανται διάσπαση διά διά διάβρωσης από άγχος (SCC) όταν εκτίθενται σε αέριο αμμωνίας (NH3) ή άλατα αμμωνίου,και απαγορεύονται σε εγκαταστάσεις σύνθεσης αμμωνίας και συστήματα ψύξης σε εγκαταστάσεις ψύξηςΑντίθετα, οι φλάντζες από χάλυβα άνθρακα και αλουμίνιο από χάλκινο μπορούν να χρησιμοποιηθούν με ασφάλεια σε περιβάλλοντα που περιέχουν αμμωνία.
4Ανεπαρκείς μηχανικές ιδιότητες σε ακραίες συνθήκες
Περιορισμοί αντοχής υπό συνθήκες υψηλής πίεσης:Η αντοχή του χαλκού-νικελίου (περίπου 150-250 MPa) είναι χαμηλότερη από εκείνη του διπλού χάλυβα (πάνω από 450 MPa) και των κράματος που βασίζονται σε νικέλιο (πάνω από 500 MPa)Σε αγωγούς υψηλής πίεσης (π.χ. μεταφοράς φυσικού αερίου σε 10 MPa ή υψηλότερη), οι φλάντζες χαλκού-νικελίου απαιτούν αυξημένο πάχος τοιχώματος για να πληρούν τις απαιτήσεις αντοχής.που οδηγεί σε περαιτέρω αύξηση του βάρους και του κόστους, ενώ οι διπλές φλάντζες από χάλυβα μπορούν να μειώσουν τις διαστάσεις λόγω των πλεονεκτημάτων αντοχής του υλικού.
Περιορισμοί αντοχής σε χαμηλές θερμοκρασίες: Αν και τα κράματα χαλκού-νικελίου διατηρούν την αντοχή τους στους -196 °C (θερμοκρασία ΥΦΑ), η αντοχή τους σε αντίκτυπο μειώνεται σε χαμηλότερες θερμοκρασίες (π.χ.-269°C σε περιβάλλον υγρού ήλίου)Τα κράματα με βάση το νικέλιο (π.χ. Inconel 625) διατηρούν τις επιδόσεις τους στους -270 °C και είναι πιο κατάλληλα για ερευνητικές εγκαταστάσεις σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες.
5Ειδικές απαιτήσεις για την επεξεργασία και τη συντήρηση
Η διαδικασία συγκόλλησης απαιτεί υψηλή συμβατότητα με τα υλικά συγκόλλησης: Κατά τη συγκόλληση κράματος χαλκού-νικελίου, πρέπει να χρησιμοποιείται εξειδικευμένο σύρμα συγκόλλησης χαλκού-νικελίου (όπως το ERCuNi).Εάν χρησιμοποιηθούν κατά λάθος υλικά συγκόλλησης από ανοξείδωτο χάλυβα, οι εύθραυστες φάσεις μπορούν να καταρρεύσουν στη συγκόλληση, με αποτέλεσμα μείωση της αντοχής πάνω από 50%.που έχουν χαμηλότερες απαιτήσεις διαδικασίας.
Κόστος επεξεργασίας επιφάνειας και καθαρισμού: Οι φλάντζες χαλκού-νικελίου απαιτούν επεξεργασία παθητικοποίησης μετά την επεξεργασία για την ενίσχυση της αντοχής στη διάβρωση, ενώ οι φλάντζες από ανοξείδωτο χάλυβα μπορούν να χρησιμοποιηθούν απευθείας.Σε περιβάλλοντα πετρελαίου και αερίου που περιέχουν θείο, οι επιφάνειες χαλκού-νικέλου μπορεί να σχηματίσουν μαύρο θειικό χαλκό (CuS), το οποίο δεν επηρεάζει το βασικό υλικό αλλά απαιτεί τακτικό μηχανικό καθαρισμό, αυξάνοντας τον φόρτο εργασίας συντήρησης.
6. Βάρος και περιορισμοί εγκατάστασης
Η υψηλή πυκνότητα οδηγεί σε πίεση φόρτωσης εγκατάστασης: Η πυκνότητα του κράματος χαλκού-νικελίου είναι περίπου 8,9 g/cm3, που είναι 1,14 φορές μεγαλύτερη από εκείνη του χάλυβα άνθρακα (7,8 g/cm3) και 3.3 φορές μεγαλύτερη από αυτή του κράματος αλουμινίου (2Στις μεγάλες υπεράκτιες αγωγές ή στις ανυψωμένες ράβδους σωλήνων, η χρήση φλάντζων χαλκού-νικελίου μπορεί να απαιτεί πρόσθετη ενίσχυση των δομών υποστήριξης, αυξάνοντας το κόστος μηχανικής.
Ο κίνδυνος γαλβανικής διάβρωσης κατά τη σύνδεση διαφορετικών μετάλλων: Όταν τα κράματα χαλκού-νικελίου έρχονται σε άμεση επαφή με μέταλλα όπως χάλυβα άνθρακα ή αλουμίνιο, η παρουσία ενός ηλεκτρολύτη (π.χ.θαλάσσιο νερό) μπορεί να σχηματίσει ένα γαλβανικό ζευγάριΓια παράδειγμα, όταν συνδέεται μια φλάντσα χαλκού-νικελίου με αγωγό χάλυβα άνθρακα,πρέπει να τοποθετούνται μονωτικές σφραγίδες ή να χρησιμοποιείται προστατευτική προστασία από άνοδο., αυξάνοντας την πολυπλοκότητα της εγκατάστασης.
7Περιβαλλοντικοί περιορισμοί και ειδικά σενάρια
Προβλήματα οικολογικής ευαισθησίας που σχετίζονται με την απελευθέρωση ιόντων χαλκού: Σε σενάρια με αυστηρές απαιτήσεις για τη συγκέντρωση ιόντων χαλκού (π.χ. τα πρότυπα πόσιμου νερού της ΕΕ απαιτούν Cu < 2 mg/l),όπως υδατοκαλλιέργεια γλυκού νερού και επεξεργασία πόσιμου νερούΤο μέγεθος των ιόντων χαλκού που απελευθερώνονται από τις φλάντζες χαλκού-νικέλου (περίπου 0,05 ∆0,1 mg/l μετά από μακροχρόνια βύθιση) πληροί τα πρότυπα..(g., πλαστικές φλάντζες PVDF) για την αποφυγή πιθανών κινδύνων.
Η μαγνητική διαπερατότητα επηρεάζει τη λειτουργία ειδικού εξοπλισμού: τα κράματα χαλκού-νικελίου έχουν μαγνητική διαπερατότητα κοντά στο 1 (αδύναμες μαγνητικές ιδιότητες),αλλά σε σενάρια που απαιτούν μη μαγνητικά υλικά, όπως οι ακριβείς μαγνητικές σφραγίδες υγρών και οι υπεραγώγιμοι μαγνήτες, πρέπει να χρησιμοποιούνται austenitic ανοξείδωτος χάλυβας (μαγνητική διαπερατότητα ≈ 1) ή κράματα τιτανίου (μη μαγνητικά),και φλάντζες χαλκού-νικελίου δεν μπορούν να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις αυτές.
Σύνοψη
Το εγγενές μειονέκτημα των φλάντζων χαλκού-νικελίου έγκειται στην περιορισμένη καταλληλότητά τους για σενάρια πέρα από την “ισορροπία μεταξύ αντοχής στη διάβρωση και των μηχανικών ιδιοτήτων”:σε σκληρές συνθήκες όπως υψηλές θερμοκρασίεςΗ ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η ατελαφριά εφαρμογές, ή περιβάλλοντα που περιλαμβάνουν ειδικά μέσα (όπως αμμωνία, ισχυρά οξέα ή αλκαλικά), χάλυβα άνθρακα, ανοξείδωτο χάλυβα ή μη μεταλλικά υλικά προσφέρουν μεγαλύτερα πλεονεκτήματα.είναι απαραίτητο να εξεταστεί η διαβρωτικότητα των συνθηκών λειτουργίας, τις παραμέτρους θερμοκρασίας και πίεσης, τον προϋπολογισμό και το χρονοδιάγραμμα, καθώς και τις περιβαλλοντικές απαιτήσεις.Πρέπει να επιτευχθεί μια ισορροπία μεταξύ των πλεονεκτημάτων της αντοχής στη διάβρωση και των περιορισμών εφαρμογής των φλάντζων χαλκού-νικελίου.Εάν είναι αναγκαίο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σύνθετες λύσεις (όπως φλάντζες χαλκού-νικέλου σε συνδυασμό με ανθεκτικές στη διάβρωση επικαλύψεις) για την αντιμετώπιση τυχόν ελλείψεων.