Tin tức

1. Hạn chế hiệu suất trong môi trường nhiệt độ cao
Sức mạnh giảm đáng kể với nhiệt độ tăng:Hợp kim đồng-nickel (như Cu-Ni 70/30) giảm độ bền kéo từ 450 MPa xuống dưới 300 MPa khi nhiệt độ vượt quá 300 °CNgược lại, hợp kim dựa trên niken (như Inconel 625) có thể được sử dụng lâu dài ở 650 °C,giới hạn khả năng áp dụng các vòm đồng-nickel trong các đường ống hơi nước nhiệt độ cao, máy sưởi nhà máy lọc dầu, và các kịch bản tương tự.
Rủi ro oxy hóa ở nhiệt độ cao và xả kẽm: Hợp kim đồng-nickel có xu hướng tạo thành một lớp oxit đồng (CuO) trong điều kiện khí quyển trên 400 °C, dẫn đến ăn mòn bề mặt.Các hợp kim đồng-nickel có chứa kẽm (như một số hợp kim Cu-Ni-Zn đã được sửa đổi) có thể bị ăn mòn do xả kẽm ở nhiệt độ caoNgược lại, thép không gỉ 310S (với độ bền nhiệt độ cao 1150 ° C) mang lại những lợi thế đáng kể trong môi trường như vậy.
II. Chi phí ban đầu và hạn chế nguồn lực
Chi phí vật liệu cao hơn đáng kể so với kim loại thông thường:Hợp kim đồng-nickel (chẳng hạn như Cu-Ni 90/10) có giá khoảng 5 ¢ 8 lần so với thép carbon và 3 ¢ 4 lần so với thép không gỉ 304Lấy ví dụ về một miếng vòm DN100 PN16, giá đơn vị của miếng vòm đồng niken là khoảng 2.000 nhân dân tệ, trong khi miếng vòm thép cacbon chỉ là 300 nhân dân tệ,gây áp lực lên chi phí mua sắm ban đầu cho các dự án nhạy cảm với ngân sách.
Thiếu hụt tài nguyên đồng và biến động giá: Là một tài nguyên chiến lược, đồng chịu biến động giá đáng kể do động lực cung và cầu toàn cầu (trong năm năm qua,Giá đồng trên sàn giao dịch kim loại London đã dao động từ 25, 000 và 100.000 nhân dân tệ mỗi tấn), có thể dẫn đến chi phí dự án không thể kiểm soát được; trái lại,Các vật liệu như thép carbon và thép không gỉ có chuỗi cung ứng ổn định hơn và có biến động giá nhỏ hơn.
III. Những thiếu sót về khả năng chống ăn mòn trong các phương tiện truyền thông cụ thể
Chống ăn mòn không đủ trong môi trường axit và kiềm mạnh: Hợp kim đồng đồng-nickel bị ăn mòn nhanh trong axit sulfuric loãng (> 5%), axit nitric (> 10%),hoặc kiềm ngứa (pH > 12)Ví dụ, trong các đơn vị trung hòa axit-base trong ngành công nghiệp hóa học, thép không gỉ 316L (được chống axit nitric) hoặc Hastelloy (được chống axit sulfuric) phù hợp hơn,trong khi vảy đồng-nickel có thể phát triển lỗ hổng trong vòng vài tháng.
Khả năng chống ăn mòn amoniac kém: Hợp kim đồng-nickel trải qua nứt ăn mòn căng thẳng (SCC) khi tiếp xúc với khí amoniac (NH3) hoặc muối amoniac,và bị cấm trong các nhà máy tổng hợp amoniac và hệ thống làm lạnh trong các cơ sở lưu trữ lạnhNgược lại, thép cacbon và nhôm đồng vòm có thể được sử dụng an toàn trong môi trường chứa amoniac.
4Chất tính cơ học không đủ trong điều kiện cực đoan
Giới hạn độ bền trong điều kiện áp suất cao:Sức mạnh của hợp kim đồng-nickel (khoảng 150-250 MPa) thấp hơn so với thép képlex (trên 450 MPa) và hợp kim dựa trên niken (trên 500 MPa)Trong các đường ống áp suất cao (ví dụ: truyền khí tự nhiên ở 10 MPa hoặc cao hơn), các vòm đồng-nickel đòi hỏi độ dày tường cao hơn để đáp ứng các yêu cầu về độ bền.dẫn đến tăng thêm trọng lượng và chi phí, trong khi các vòm thép képlex có thể giảm kích thước do lợi thế sức mạnh vật liệu.
Giới hạn độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp: Mặc dù hợp kim đồng niken giữ độ dẻo dai ở -196 °C (nhiệt độ LNG), độ dẻo dai tác động của chúng giảm ở nhiệt độ thấp hơn (ví dụ:-269 °C trong môi trường helium lỏng)Các hợp kim dựa trên niken (ví dụ: Inconel 625) duy trì hiệu suất ở -270 °C và phù hợp hơn cho các cơ sở nghiên cứu nhiệt độ cực thấp.
5- Yêu cầu đặc biệt về chế biến và bảo trì
Quá trình hàn đòi hỏi sự tương thích cao với vật liệu hàn: Khi hàn hợp kim đồng niken, dây hàn đồng niken chuyên dụng (như ERCuNi) phải được sử dụng.Nếu các vật liệu hàn thép không gỉ được sử dụng sai, các pha dễ vỡ có thể bị trầm tích trong hàn, dẫn đến giảm độ bền hơn 50%. Ngược lại, các miếng vòm thép cacbon có thể được hàn bằng điện cực E43 tiêu chuẩn,có yêu cầu quy trình thấp hơn.
Chi phí xử lý bề mặt và làm sạch: Vàng-nickel cần xử lý thụ động sau khi chế biến để tăng khả năng chống ăn mòn, trong khi vỏ thép không gỉ có thể được sử dụng trực tiếp.Trong môi trường dầu và khí chứa lưu huỳnh, bề mặt đồng-nickel có thể tạo thành đồng đen sulfure (CuS), không ảnh hưởng đến vật liệu cơ bản nhưng đòi hỏi phải làm sạch cơ khí thường xuyên, làm tăng khối lượng công việc bảo trì.
6. Trọng lượng và giới hạn lắp đặt
Mật độ cao dẫn đến áp suất tải trọng lắp đặt: Mật độ của hợp kim đồng-nickel khoảng 8,9 g/cm3, gấp 1,14 lần so với thép cacbon (7,8 g/cm3) và 3.3 lần so với hợp kim nhôm (2.7 g/cm3). Trong các đường ống nước ngoài quy mô lớn hoặc các giá ống cao, việc sử dụng các vòm đồng-nickel có thể yêu cầu tăng cường thêm các cấu trúc hỗ trợ, làm tăng chi phí kỹ thuật.
Nguy cơ ăn mòn galvanic khi kết nối kim loại khác nhau: Khi hợp kim đồng niken tiếp xúc trực tiếp với kim loại như thép cacbon hoặc nhôm, sự hiện diện của một chất điện giải (ví dụ:nước biển) có thể tạo thành một cặp galvanicVí dụ, khi kết nối một ván ván đồng-nickel với một đường ống thép carbon,Cần lắp đặt các miếng kín cách nhiệt hoặc sử dụng bảo vệ anode., làm tăng sự phức tạp của việc lắp đặt.
7Các hạn chế về môi trường và kịch bản đặc biệt
Các vấn đề nhạy cảm về sinh thái liên quan đến việc giải phóng ion đồng: Trong các kịch bản có yêu cầu nghiêm ngặt về nồng độ ion đồng (ví dụ: tiêu chuẩn nước uống của EU yêu cầu Cu < 2 mg/L),như nuôi trồng thủy sản nước ngọt và xử lý nước uốngTuy nhiên, một số dự án vẫn thích sử dụng các vật liệu không chứa đồng (e.g..g., PVDF ván nhựa) để tránh các rủi ro tiềm ẩn.
Tính thấm từ ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị đặc biệt: Hợp kim đồng-nickel có tính thấm từ gần 1 (các tính từ yếu),nhưng trong các kịch bản đòi hỏi vật liệu không từ tính, chẳng hạn như các niêm phong chất lỏng từ tính chính xác và nam châm siêu dẫn, thép không gỉ austenit (thể xuyên từ tính ≈ 1) hoặc hợp kim titan (không từ tính) phải được sử dụng,và vỏ đồng-nickel không thể đáp ứng các yêu cầu này.
Tóm lại
Nhược điểm vốn có của miếng lót đồng-nickel nằm ở sự thích hợp hạn chế của chúng cho các kịch bản vượt ra ngoài sự cân bằng giữa khả năng chống ăn mòn và tính chất cơ học:trong điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao, axit mạnh, áp suất cao hoặc nhiệt độ cực thấp, hiệu suất của chúng được vượt qua bởi hợp kim dựa trên niken, thép képlex và các vật liệu khác.Ứng dụng nhẹ, hoặc môi trường liên quan đến môi trường đặc biệt (như amoniac, axit mạnh hoặc kiềm), thép carbon, thép không gỉ hoặc vật liệu phi kim loại mang lại những lợi thế lớn hơn.Điều quan trọng là phải xem xét tính ăn mòn của điều kiện hoạt động, các thông số nhiệt độ và áp suất, ngân sách và thời gian, cũng như các yêu cầu môi trường.Cần phải cân bằng giữa lợi thế chống ăn mòn và hạn chế ứng dụng của ván đồng nikenNếu cần thiết, các giải pháp tổng hợp (chẳng hạn như ván đồng-nickel kết hợp với lớp phủ chống ăn mòn) có thể được sử dụng để khắc phục bất kỳ thiếu sót nào.