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Die Korrosionsbeständigkeitsdaten für Kupfer-Nickel-Flanzen müssen in Verbindung mit spezifischen Legierungsklassen (z. B. Cu-Ni 90/10, 70/30), Korrosionsmedientyp, Konzentration, Temperatur,und StressbedingungenNachstehend sind Messdaten und Branchenstandardreferenzen auf der Grundlage typischer Betriebsbedingungen aufgeführt:
1Daten zur Korrosionsbeständigkeit in Meerwasser- und Salzsprühumgebungen
1. Korrosionsrate durch statische Eintauchen in Meerwasser
Cu-Ni 90/10-Legierung: Bei 3,5% Natriumchlorid (simuliertes Meerwasser) beträgt die Korrosionsrate bei 25°C < 0,005 mm/Jahr; bei Meerwasser mit 200 ppm Sulfid erhöht sich die Korrosionsrate auf 0,01 ‰.02 mm/Jahr (Datenquelle: ASTM G48-Standardprüfung).
Cu-Ni 70/30-Legierung: Unter denselben Bedingungen ist die Korrosionsrate niedriger, wobei die statische Korrosionsrate des Meerwassers bei 25 °C < 0,003 mm/Jahr beträgt,und überlegene Schwellwiderstandsfähigkeit im Vergleich zur 90/10-Legierung (aufgrund des höheren Nickelgehalts).
Zum Vergleich: 316L-Edelstahl weist eine Korrosionsrate von etwa 0,01 ‰ 0,03 mm/Jahr im statischen Meerwasser auf, ist aber anfällig für eine Korrosionsrate im fließenden Meerwasser (Strömungsrate > 3 m/s),während die Kupfer-Nickel-Legierung eine Korrosionsrate von < 0 aufweist0,05 mm/Jahr auch bei einer Durchflussgeschwindigkeit von 5 m/s.
2. Korrosion durch Salzspray in der Meeresatmosphäre
In einem 5%igen Salzsprühversuch mit NaCl (GB/T 10125-Standard, 35°C, kontinuierliches Sprühen) war die Oberflächendicke des Oxidfilms der Cu-Ni 70/30-Legierung nach 1.000 Stunden Prüfung < 5 μm.und die Gewichtsverlustrate war < 0.1 g/m2, was dem Kohlenstoffstahl (Gewichtsverlustquote 10·20 g/m2) und dem gewöhnlichen Messing (Gewichtsverlustquote 5·10 g/m2) übertrifft.
II. Korrosionsbeständigkeit in sauren Medien
1. Verdünnte Schwefelsäure Umgebung
Cu-Ni 90/10-Legierung: In einer 10%igen Schwefelsäurelösung beträgt die Korrosionsgeschwindigkeit bei 25°C ungefähr 0,1 mm/Jahr; wenn die Temperatur auf 60°C steigt, steigt die Korrosionsgeschwindigkeit stark auf 0,5 mm/Jahr.0 mm pro JahrBei einer Schwefelsäurekonzentration von mehr als 20% beträgt die Korrosionsrate mehr als 1,5 mm/Jahr (Datenquelle: Korrosionsprüfung nach NACE TM0187).
Zum Vergleich: Hastelloy C-276 weist eine Korrosionsrate von < 0,05 mm/Jahr bei 10% Schwefelsäure bei 60 °C auf, was die Leistung der Cu-Ni-Legierung deutlich übertrifft.
2. Salzsäure Umgebung
Kupfer-Nickellegierungen weisen bei Salzsäure eine schlechte Korrosionsbeständigkeit auf: Bei 5% Salzsäure und 25 °C beträgt die Korrosionsrate von Cu-Ni 70/30 etwa 0,5 ∼1,0 mm/Jahr,und die Gefahr einer Korrosion durch Gruben steigt mit steigender ChloridionkonzentrationBei einer Temperatur von mehr als 50°C kann die Korrosionsrate 2,0 mm/Jahr übersteigen, weshalb die Verwendung in Rohrleitungen mit Salzsäure-Medium streng verboten ist.
III. alkalische Medien und spezielle Umgebungen
1Natriumhydroxid (NaOH) Lösung
In einer 10%igen NaOH-Lösung bei 25 °C beträgt die Korrosionsrate von Cu-Ni 90/10 < 0,01 mm/Jahr, was eine ausgezeichnete Alkalibeständigkeit aufweist.wenn die Konzentration 30% oder die Temperatur 80°C übersteigt, steigt die Korrosionsrate auf 0,1 mm/Jahr und es kann zu Spannungskorrosionscracking (SCC) kommen.
Zum Vergleich: Titanlegierungen zeigen bei keiner Konzentration von NaOH-Lösung keine Korrosion und eignen sich besser für stark alkalische Bedingungen.
2. Ammoniak (NH3) Medium
Kupfer-Nickellegierungen weisen in ammoniakhaltigen Umgebungen eine äußerst geringe Korrosionsbeständigkeit auf: Bei einer Ammoniakkonzentration von mehr als 50 ppm und einer Temperatur von mehr als 20 °CSCC kann auch ohne Stress auftretenEin typisches Beispiel ist das Rissen von Kupfer-Nickel-Flanzen in Ammoniak-Syntheseanlagen innerhalb weniger Monate (Datenquelle: ASME BPVC Abschnitt VIII-3 Stresskorrosionsrichtlinien).
4. Lokalisierte Korrosionsbeständigkeit Daten
1. Pittingpotential (E_b)
Durch dynamische Potentialpolarisierungstests beträgt das Pittingpotential von Cu-Ni 70/30 in einer 3,5% NaCl-Lösung ungefähr +0,2 V (gegenüber SCE), was höher ist als bei 304 Edelstahl (-0,1 V),jedoch weniger als 316L rostfreier Stahl (+0.3V), was darauf hindeutet, daß seine Korrosionsbeständigkeit gegenüber der des gewöhnlichen Edelstahls überlegen ist.Die Oberflächenbeschichtung muss weiterhin kontrolliert werden (Rohheit Ra < 1.6 μm kann das Risiko einer Korrosion durch Gruben verringern).
2Kritische Korrosionstemperatur (CCT)
Die CCT von Cu-Ni 90/10 in einer 3,5%igen NaCl-Lösung beträgt etwa 40 °C, was bedeutet, dass bei Temperaturen über 40 °C und Lücken (z. B. in Kontaktstellen der Flanschendichtungen)Es kann zu Spaltkorrosion kommen., mit einer Korrosionsrate von mehr als 0,5 mm/Jahr; dagegen beträgt die CCT von Duplexstahl 2205 > 70 °C, was eine überlegene Beständigkeit gegen Spaltkorrosion zeigt.
5Daten zur Hochtemperatur-Oxidations- und Langzeitkorrosionsbeständigkeit
Bei 300°C in trockener Luft beträgt die Oxidationsgeschwindigkeit von Cu-Ni 70/30 etwa 0,02 mm/Jahr, wobei sich an der Oberfläche eine dichte CuO-NiO-Verbund-Oxid-Schicht bildet.die Oxidationsgeschwindigkeit steigt auf 0.1 mm/Jahr, und die Oxidschicht beginnt abzuschälen; im Vergleich zu 310S-Edelstahl (Oxidationsgeschwindigkeit bei 800°C 0,05 mm/Jahr),die Oxidationsbeständigkeit der Kupfer-Nickellegierung bei hohen Temperaturen ist erheblich unzureichend.
Anmerkungen zur Datenanwendung
Abweichungsfaktoren: Die tatsächliche Korrosionsrate wird durch Faktoren wie mittlere Durchflussrate, gelöster Sauerstoffgehalt, Mikroorganismen (z. B. SRB-Bakterien) und Oberflächenkontamination beeinflusst.Zum Beispiel:, kann die Korrosionsgeschwindigkeit der Kupfer-Nickel-Legierung im Meerwasser, das sulfatreduzierende Bakterien enthält, um das 2- bis 3-fache steigen.
Standardreferenzen: Die vorstehenden Daten basieren auf statischen Labortests.Bewertungen der dynamischen Betriebsbedingungen sollten nach Normen wie NACE MR0175 (Öl- und Gasindustrie) und ASTM B151 (Kupfer-Nickellegierungsstandard) durchgeführt werden..
Sicherheitsmargenempfehlungen: In Meerwasser und leicht sauren Medien beträgt die Konstruktionskorrosionsgrenze für Kupfer-Nickel-Flanzen typischerweise 0,5-1,0 mm (berechnet für eine 20-jährige Lebensdauer).In Umgebungen, in denen Ammoniak oder hohe Temperaturen vorhanden sein können, sollten Kupfer-Nickel-Materialien vermieden werden.

Wie spezifische Daten zeigen, funktionieren Kupfer-Nickel-Flanzen hervorragend in Meerwasser, neutralen Salzlösungen und schwach alkalischen Umgebungen.sie weisen erhebliche Mängel an Korrosionsbeständigkeit bei starker Säure aufBei der Auswahl der Materialien ist es wichtig, die Prozessparameter genau mit den Korrosionsdaten zu vergleichen.