اخبار

1محدودیت عملکرد در محیط های با دمای بالا
قدرت با افزایش دما به طور قابل توجهی کاهش می یابد:آلیاژ های مس و نیکل (مانند Cu-Ni 70/30) در هنگام افزایش دمای بیش از 300 درجه سانتیگراد، مقاومت کششی را از 450 MPa به کمتر از 300 MPa کاهش می دهند.در مقابل، آلیاژ های مبتنی بر نیکل (مانند Inconel 625) می توانند برای مدت طولانی در 650 °C استفاده شوند.محدود کردن کاربرد فلنج های مس و نیکل در لوله های بخار با دمای بالا، بخاری پالایشگاه و سناریوهای مشابه.
خطر اکسیداسیون در دمای بالا و جوش زنک: آلیاژ های مس و نیکل در شرایط جوی بالاتر از 400 درجه سانتیگراد، لایه ای از اکسید مس (CuO) را تشکیل می دهند که منجر به خوردگی سطح می شود.آلیاژ های مس-نیکل حاوی روی (مانند برخی آلیاژ های اصلاح شده Cu-Ni-Zn) ممکن است در دمای بالا تحت خوردگی جوش روی قرار گیرنددر مقابل، فولاد ضد زنگ 310S (با مقاومت در برابر دمای بالا 1150 °C) مزایای قابل توجهی در چنین محیط هایی دارد.
II. هزینه های اولیه و محدودیت منابع
هزینه های مواد به طور قابل توجهی بالاتر از فلزات معمولی است:قیمت آلیاژ های مس و نیکل (مانند Cu-Ni 90/10) تقریباً 5 × 8 برابر از فولاد کربن و 3 × 4 برابر از فولاد ضد زنگ 304 استبه عنوان مثال یک فلنج DN100 PN16، قیمت واحد فلنج مس نیکل حدود 2000 یوآن است، در حالی که فلنج فولاد کربن تنها 300 یوآن است.فشار بر هزینه های اولیه خرید برای پروژه های حساس بودجه.
کمبود منابع مس و نوسان قیمت: به عنوان یک منبع استراتژیک، مس با نوسانات قابل توجهی در قیمت به دلیل پویایی جهانی عرضه و تقاضا (در طی پنج سال گذشته،قیمت های مس در بورس فلز لندن بین 25،000 و 100,000 یوآن در هر تن) که ممکن است منجر به هزینه های غیرقابل کنترل پروژه شود؛ در مقابل،مواد مانند فولاد کربن و فولاد ضد زنگ دارای زنجیره تامین پایدارتر هستند و نوسانات قیمت کمتری را نشان می دهند.
III. نقص مقاومت در برابر خوردگی در رسانه های خاص
مقاومت ناکافی در برابر خوردگی در محیط های قوی اسیدی و قلیایی: آلیاژ های مس نیکل در اسید سولفوریک رقیق (> 5٪) ، اسید نیتریک (> 10٪) خوردگی سریع دارند.یا الکالی خوری (pH > 12)به عنوان مثال، در واحدهای خنثی سازی اسید-اسید در صنعت شیمیایی، فولاد ضد زنگ 316L (مقاوم اسید نیتریک) یا Hastelloy (مقاوم اسید گوگرد) مناسب تر است.در حالی که فلنج های مس نیکل ممکن است در عرض چند ماه سوراخ شوند.
مقاومت ضعیف در برابر خوردگی آمونیاک: آلیاژ های مس و نیکل در معرض گاز آمونیاک (NH3) یا نمک آمونیاک قرار می گیرند.و در کارخانه های سنتز آمونیاک و سیستم های خنک کننده در امکانات ذخیره سازی سرد ممنوع هستند.در مقابل، فلنج های فولاد کربن و آلومینیوم برنز می توانند به طور ایمن در محیط های حاوی آمونیاک استفاده شوند.
4خواص مکانیکی ناکافی در شرایط شدید
محدودیت های قدرت در شرایط فشار بالا:قدرت تولید آلیاژ های مس و نیکل (حدود 150-250 MPa) کمتر از فولاد دوگانه (بیش از 450 MPa) و آلیاژ های مبتنی بر نیکل (بیش از 500 MPa) استدر لوله های با فشار بالا (به عنوان مثال انتقال گاز طبیعی در 10 MPa یا بالاتر) ، فلنج های مس نیکل نیاز به ضخامت دیواره ای بیشتر برای پاسخگویی به الزامات مقاومت دارند.که منجر به افزایش بیشتر وزن و هزینه می شود، در حالی که فلنج های فولادی دوگانه می توانند به دلیل مزایای مقاومت مواد، ابعاد را کاهش دهند.
محدودیت های سختی در دمای پایین: اگرچه آلیاژ های مس و نیکل در -196 °C (درجه حرارت LNG) مقاومت خود را حفظ می کنند ، اما در دمای پایین تر (به عنوان مثال ،-269°C در محیط های هلیوم مایع)آلیاژ های مبتنی بر نیکل (به عنوان مثال، Inconel 625) عملکرد خود را در -270 °C حفظ می کنند و برای امکانات تحقیقاتی در دمای بسیار پایین مناسب تر هستند.
5الزامات ویژه برای پردازش و نگهداری
فرآیند جوش نیاز به سازگاری بالا با مواد جوش دارد: هنگام جوش آلیاژ های مس و نیکل، سیم جوش مخصوص مس و نیکل (مانند ERCuNi) باید استفاده شود.اگر مواد جوش فولاد ضد زنگ به اشتباه استفاده شود، فاز های شکننده ممکن است در جوش رسوب شوند، که منجر به کاهش قدرت بیش از 50٪ می شود. در مقابل، فلنج های فولاد کربن می توانند با استفاده از الکترود های استاندارد E43 جوش داده شوند.که نیاز به فرآیند کمتری دارند.
هزینه های درمان سطح و تمیز کردن: فلنج های مس نیکل نیاز به درمان پاسیویشن پس از پردازش برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی دارند، در حالی که فلنج های فولاد ضد زنگ می توانند به طور مستقیم استفاده شوند.در محیط های نفت و گاز حاوی گوگرد، سطوح مس نیکل ممکن است سولفید مس سیاه (CuS) را تشکیل دهند که بر مواد پایه تأثیر نمی گذارد اما نیاز به تمیز کردن مکانیکی منظم دارد و بار نگهداری را افزایش می دهد.
6وزن و محدودیت های نصب
چگالی بالا منجر به فشار بار نصب می شود: چگالی آلیاژ مس نیکل حدود 8.9 g/cm3 است که 1.14 برابر فولاد کربن (7.8 g/cm3) و 3.3 برابر نسبت به آلیاژ آلومینیوم (2.7 g/cm3) در خط لوله های بزرگ دریایی یا قفسه های لوله های بالا، استفاده از فلنج های مس نیکل ممکن است نیاز به تقویت اضافی از سازه های پشتیبانی داشته باشد که هزینه های مهندسی را افزایش می دهد.
خطر خوردگی گالوانیکی در هنگام اتصال فلزات متفاوت: هنگامی که آلیاژ های مس و نیکل با فلزات مانند فولاد کربن یا آلومینیوم در تماس مستقیم قرار می گیرند، وجود الکترولیت (به عنوان مثال،آب دریا) می تواند یک زوج گالوانک تشکیل دهد، باعث می شود که فلنج مس-نیکل به عنوان یک کاتود عمل کند و خوردگی فلز متفاوت را تسریع کند. به عنوان مثال هنگام اتصال فلنج مس-نیکل به یک لوله فولاد کربن،بسته های عایق بندی باید نصب شوند یا از حفاظت از آنود قربانی استفاده شود.، افزایش پیچیدگی نصب.
7محدودیت های محیط زیست و سناریوهای خاص
مسائل حساسیت زیست محیطی مربوط به انتشار یون های مس: در سناریوهای دارای الزامات سختگیرانه ای برای غلظت یون های مس (به عنوان مثال، استانداردهای آب آشامیدنی اتحادیه اروپا Cu < 2 mg / L را نیاز دارند) ،مانند آبداری آب شیرین و تصفیه آب آشامیدنی، میزان آزاد شدن یون های مس از فلنج های مس نیکل (تقریباً 0.05­0.1 mg/L پس از غوطه ور شدن طولانی مدت) با استانداردها مطابقت دارد..برای جلوگیری از خطرات احتمالی.
نفوذ مغناطیسی بر عملکرد تجهیزات ویژه تأثیر می گذارد: آلیاژ های مس نیکل دارای نفوذ مغناطیسی نزدیک به 1 (خصائص مغناطیسی ضعیف) ،اما در سناریوهایی که به مواد غیر مغناطیسی نیاز دارنداز جمله مهر و موم مایعات مغناطیسی دقیق و مغناطیس های ابررسان، فولاد ضد زنگ austenitic (پرویز پذیری مغناطیسی ≈ 1) یا آلیاژ های تیتانیوم (غیر مغناطیسی) باید استفاده شود.و فلنج های مس نیکل نمی توانند این الزامات را برآورده کنند.
خلاصه
معایب ذاتی فلنج های مس-نیکل در مناسب بودن محدود آنها برای سناریوهای فراتر از تعادل بین مقاومت در برابر خوردگی و خواص مکانیکی است:در شرایط سخت مانند دمای بالا، اسیدهای قوی، فشار بالا، یا دمای بسیار پایین، عملکرد آنها توسط آلیاژ های مبتنی بر نیکل، فولادی دوگانه و سایر مواد فراتر می رود.کاربردهای سبک، یا محیط هایی که شامل رسانه های ویژه (مانند آمونیاک، اسیدهای قوی یا قلی) ، فولاد کربن، فولاد ضد زنگ یا مواد غیر فلزی هستند، مزایای بیشتری را ارائه می دهند.ضروری است که از قابلیت خوردگی شرایط عملیاتی توجه شود.، پارامترهای دمای و فشار، بودجه و جدول زمانی و همچنین الزامات زیست محیطی.باید تعادل بین مزایای مقاومت در برابر خوردگی و محدودیت های کاربرد فلنج های مس و نیکل ایجاد شود.در صورت لزوم، راه حل های کامپوزیت (مانند فلنج های مس و نیکل همراه با پوشش های مقاوم در برابر خوردگی) می تواند برای رفع هر گونه کمبود مورد استفاده قرار گیرد.