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Kupfer-Nickel-Flanzen werden im Schiffbau, in der chemischen Industrie, im Schiffbau und in der Meerwasserbehandlung weit verbreitet.mechanische Eigenschaften, Verarbeitbarkeit und Gesamtkosteneffizienz, wie nachstehend beschrieben:
1- hervorragende Beständigkeit gegen Meerwasser und Chloridkorrosion
Widerstandsfähigkeit gegen umfassende Korrosion durch Meerwasser: Kupfer-Nickellegierungen (z. B. Cu-Ni 90/10, 70/30) bilden eine dichte Schicht aus Kupfoxid (Cu2O) Passivationsfilm auf ihrer Oberfläche, wenn sie dem Meerwasser ausgesetzt sind,Wirksam verhindert das Eindringen von Chlorid-Ionen. Mit einer jährlichen Korrosionsrate von typischerweise < 0,05 mm, weit niedriger als Kohlenstoffstahl (0,1 ‰ 0,5 mm/Jahr) und gewöhnlicher Edelstahl (0,05 ‰ 0,2 mm/Jahr).Zum Beispiel:, können in Schiffsschiffsrohrleitungen Kupfer-Nickel-Flanzen in direktem Kontakt mit Meerwasser über 20 Jahre ohne Ersatz betrieben werden, während Flanzen aus Kohlenstoffstahlauch mit korrosionsbeständigen Beschichtungen, können innerhalb von fünf Jahren Perforationen entstehen.
Widerstandsfähigkeit gegen Schwellkorrosion und Spannungskorrosion: Kupfer-Nickellegierungen weisen in Chlorid-Ionen-Umgebungen praktisch keine Schwellkorrosion auf (Schwellpotenzial > +0,2 V vs.SCE) und immun gegen chloridinduzierte Spannungskorrosionscracking (SCC) sindVerglichen mit dem 316L-Edelstahl, der aufgrund von Spaltkorrosion in Meereswasserumgebungen immer noch versagen kann, ist die Korrosion der Kupfer-Nickel-Flanzendichtflächen vernachlässigbar.
Resistenz gegen Sulfid und Bioschmutz: Kupferionen haben natürliche antibakterielle Eigenschaften und hemmen die Anhäufung von Mikroorganismen (z. B. Barnen und Algen) an Meerwasser und reduzieren Bioschmutz.Zusätzlich, in Öl- und Gasumgebungen, die H2S enthalten, werden Kupfer-Nickellegierungen unwahrscheinlich durch Sulfid-Stresskracken (SSC) geknackt,Kohlenstoffstahl und Niedriglegierstahl erfordern in solchen Umgebungen eine zusätzliche Korrosionshemmung;.
Ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und Temperaturbeständigkeit
Gleichgewicht von Festigkeit und Zähigkeit: Kupfer-Nickellegierungen weisen eine Zugfestigkeit von 300-450 MPa und eine Dehnungsrate von mehr als 30% auf und kombinieren hohe Festigkeit mit Stoßzähne.Cu-Ni 70/30-Flanzen halten bei -196°C eine gute Zähigkeit bei, so dass sie für Niedertemperatur-Meereswasseranlagen in Flüssigerdgas (LNG) -Empfangsterminals geeignet sind;Kohlenstoffstahl neigt dazu, bei niedrigen Temperaturen spröde zu werden und erfordert eine Normalisierung der Behandlung.
Stabilität bei mittleren Temperaturen: Kupfer-Nickellegierungen können bei Temperaturen von 200°C bis 300°C langfristig verwendet werden, wobei die Festigkeitsreduzierung weniger als 10% beträgt.die sie für Anwendungen wie Wärmetauscher und Meerwasserheizrohre geeignet machenIm Gegensatz dazu kann austenitischer Edelstahl bei Temperaturen über 300°C durch Karbidniederschlag intergranulär korrodiert werden, während Kupfer-Nickellegierungen dieses Risiko nicht darstellen.
3. Ausgezeichnete Bearbeitung und Schweißleistung
Form- und Bearbeitungseigenschaften: Kupfer-Nickellegierungen weisen eine gute Plastizität auf und können durch Kaltbiegen, Heißschmieden und andere Verfahren geformt werden.Sie sind nicht leicht zu härten (Härteindex < 0)..3), deren Bearbeitungswirksamkeit die von Duplexstahl und Nickellegierungen übersteigt.Schiffsflanzen aus Kupfer-Nickel können direkt durch Kaltpressung zu komplexen Armaturen hergestellt werden, während Duplexstahl eine Deformationskontrolle zur Verhinderung von Rissen benötigt.
Breite Schweißanpassungsfähigkeit: Kupfer-Nickellegierungen können mit TIG-, MIG- und manuellem Bogenschweißverfahren geschweißt werden.und die hitzebelastete Zone keine Zerbrechlichkeit oder korrosionsfreie Korrosion aufweistIm Vergleich zu Nickellegierungen (wie Inconel 625), die eine strenge Kontrolle der Schweißtemperatur erfordern, ist die Prozessschwierigkeit erheblich reduziert.
4. Wärmeleitfähigkeit und wirtschaftliche Vorteile
Hohe Wärmeleitfähigkeit: Die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer-Nickel-Legierungen erreicht 16­26 W/m·K, was etwa das 1,5-fache des 316L-Edelstahls (16 W/m·K) beträgt.die sie für Anwendungen geeignet machen, die eine schnelle Wärmeableitung oder Wärmeaustausch erfordern (.z.B. Meerwasserkühlerflansche), wodurch die Wärmespannungskonzentration verringert wird.
Kostenwirksamkeit und Lebensdauer: Kupfer-Nickellegierungen sind teurer als Kohlenstoffstahl und gewöhnlicher Edelstahl, aber billiger als Nickellegierungen (z. B.Inconel 625 ist 3-5 mal teurer)In der Schiffbautechnik ist der Lebenszykluskostenvorteil von Kupfer-Nickel-Flanzen beispielsweise erheblich.Eine bestimmte Offshore-Plattform mit Cu-Ni 90/10-Flanzen hatte eine 30% höhere Anfangskosten als 316L, aber die Betriebs- und Wartungskosten über 20 Jahre wurden um 60% gesenkt, was zu niedrigeren Gesamtkosten führte.
5. Umwelt- und Wetterbeständigkeit - Mehrwertmerkmale
Keine Gefahr der Freisetzung von Schwermetallen: Die Freisetzungsrate von Kupferionen in Kupfer-Nickellegierungen ist extrem niedrig (< 0,01 mg/L),die Meereswasserentladungsnormen erfüllen und für Schiffbauvorhaben mit strengen Umweltanforderungen geeignet sind,• bestimmte Flanzen aus Edelstahl können jedoch bei längerer Exposition gegenüber Meerwasser Nickel-Ionen freisetzen, was ökologische Risiken darstellt.
Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion und Verunreinigung: Kupfer-Nickellegierungen bilden in der Meeresatmosphäre eine blau-grüne Kupferpatine (Basis-Kupferchlorid), die Korrosion weiter verhindert.sie für Küstenleitungen geeignet machenDie glatten Oberflächen weisen zudem antibakterielle Eigenschaften auf, wodurch der durch Verunreinigung verursachte Durchflusswiderstand und die Wartungsfrequenz verringert werden.
Zusammenfassung
Kupfer-Nickel-Flanzen mit ihren Hauptvorteilen “Korrosionsbeständigkeit durch Meerwasser, ausgewogene mechanische Eigenschaften und einfache Verarbeitung” sind zum bevorzugten Material für die Schiffbauindustrie geworden.SchiffeIm Vergleich zu Edelstahl und Kohlenstoffstahl sind ihre langfristige Haltbarkeit in Chlorid-Ionen-Umgebungen und ihre Gesamtkostenwirksamkeit besonders bemerkenswert.Verglichen mit NickellegierungenBei der Auswahl der Materialien werden Faktoren wie mittlere Korrosionsbeständigkeit, Temperatur, Druck,und Umweltanforderungen sollten berücksichtigt werden, um ihre ausgewogenen Vorteile in Bezug auf Korrosionsbeständigkeit und mechanische Eigenschaften voll auszuschöpfen.