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1高温環境での性能制限
耐久性は温度上昇に伴い著しく低下します銅・ニッケル合金 (Cu-Ni 70/30) は,温度が300°Cを超えると 450 MPa から 300 MPa 以下の拉伸強度が低下する.一方,ニッケルベースの合金 (インコネル625など) は,650°Cで長期使用できる.高温蒸気パイプラインにおける銅-ニッケルフレンズの適用を制限する精製工場の暖房機などです
高温酸化と亜鉛溶解のリスク:銅-ニッケル合金では,大気温が400°Cを超える場合,銅酸化物 (CuO) の緩い層を形成し,表面腐食を引き起こす傾向があります.亜鉛を含む銅-ニッケル合金 (特定の改変されたCu-Ni-Zn合金など) は,高温で亜鉛溶解腐食を受けることがあります.材料の均一性を損なうこと.それに対して,高温耐性""50°Cの310Sステンレス鋼は,このような環境で重要な利点を提供します.
初期費用と資源の制限
材料のコストは,普通の金属よりもかなり高い.銅-ニッケル合金 (Cu-Ni 90/10 など) は,炭素鋼の約5−8倍,そして304ステンレス鋼の約3−4倍DN100 PN16 フランジを例に挙げると,銅ニッケルフランジの単位価格は約2000元で,炭素鋼フランジの価格はわずか300元です.予算に敏感なプロジェクトの初期調達コストに圧力をかける.
銅資源の稀有性と価格の変動:戦略的資源として,銅は,世界的な供給と需要の動向 (過去5年間で,ロンドン金属取引所での銅価格は 25制御不能なプロジェクトコストにつながる可能性があります.炭素鋼やステンレス鋼のような材料は 安定したサプライチェーンがあり 価格変動が少ない.
III. 特定のメディアにおける耐腐蝕性欠陥
強い酸性および強いアルカリ性環境における耐腐蝕性が不十分である:銅-ニッケル合金物は,稀化硫酸 (> 5%),窒素酸 (> 10%),酸性アルカリ (pH > 12)例えば,化学産業の酸塩中和装置では,316Lステンレス鋼 (窒素酸耐性) またはハステロイ (硫酸耐性) がより適しています.銅-ニッケルフレンズは数ヶ月以内に穴が開く可能性があります.
アモニア腐食に対する耐性が低い: 銅-ニッケル合金が,アモニアガス (NH3) やアモニア塩に暴露されたとき,ストレス腐食クラッキング (SCC) を経験する.そして,冷蔵庫のアンモニア合成装置や冷蔵システムでは禁止されています.炭素鋼とアルミニウムブロンズのフレンズは,アンモニアを含む環境では安全に使用できます.
4極端な条件下での不十分な機械特性
高圧条件下での強度制限:銅-ニッケル合金 (約150~250 MPa) の強度は,二重鋼 (約450 MPa) やニッケルベースの合金 (約500 MPa) よりも低い.高圧パイプライン (例えば10MPa以上で天然ガスを輸送する) では,強度要求を満たすために,銅ニッケルフレンズの壁厚さが増加する必要があります.体重とコストのさらなる増加につながります材料の強度が優れているため,デュプレックス鋼のフレンジは寸法を小さくすることができます.
低温強度制限:銅-ニッケル合金が -196°C (LNG温度) で強度を維持するものの,低温 (例えば,液体ヘリウム環境では -269°C)ニッケルベースの合金 (例えば,インコネル625) は,270°Cで性能を維持し,極端な低温の研究施設に適しています.
5処理と維持のための特殊要件
溶接過程では,溶接材料との高度な互換性が求められます.銅-ニッケル合金を溶接する際には,特殊な銅-ニッケル溶接線 (ERCuNiなど) を使用する必要があります.ステンレス鋼の溶接材料が誤って使用された場合溶接中に脆い相が沈着し,強度が50%以上低下する.それに対して,炭素鋼のフレンズは標準E43電極を使用して溶接することができる.プロセス要求が低いもの.
表面処理と清掃費用:銅-ニッケルフレンズは,耐腐蝕性を高めるために加工後に消化処理を必要とするが,不?? 鋼フレンズは直接使用することができる.硫黄を含む石油とガス環境銅ニッケル表面は黒銅硫化物 (CuS) を形成することがあり,これは基材に影響を及ぼさないが,定期的な機械清掃を必要とするため,保守作業の負担を増加させる.
6. 体重と設置制限
高密度は設置負荷圧力を引き起こす:銅ニッケル合金の密度は約8.9g/cm3で,炭素鋼の1.14倍 (7.8g/cm3) と3.アルミ合金 (2大規模な海上パイプラインや高層パイプラックでは,銅-ニッケルフレンズの使用は,サポート構造の追加強化を必要とし,エンジニアリングコストを増加させる可能性があります.
異なる金属を接続する際に電磁腐食のリスク:銅-ニッケル合金が炭素鋼やアルミニウムなどの金属と直接接触すると,電解質 (例えば,海水) がガルバンカップルを形成する銅ニッケルフレンズがカソードとして作用し,異なる金属の腐食を加速させる.例えば,銅ニッケルフレンズを炭素鋼管線に接続するときに,隔熱パックが設置され,または,犠牲のアンード保護が使用されなければなりません.設置の複雑さを増しています
7環境と特殊シナリオの制限
銅離子放出に関連する生態学的敏感性問題: 銅離子濃度に対する厳格な要求があるシナリオ (例えば,EU飲料水基準ではCu < 2 mg/L)淡水水産や飲料水処理など銅-ニッケルフレンズの銅離子放出率 (長期浸水後約0.05~0.1 mg/L) は基準を満たしている.しかし,一部のプロジェクトでは,まだ銅のない材料 (e.PVDFのプラスチックフレンズ) が使用され,潜在的なリスクを回避する.
磁気浸透性は特殊機器の動作に影響を与える:銅-ニッケル合金には1に近い磁気浸透性 (弱い磁気特性),磁性でない材料を必要とするシナリオでは精密磁気流体密封器や超伝導磁石,オウステニティス型ステンレス鋼 (磁気透気性 ≈ 1) またはチタン合金 (非磁気) が使用されなければならない.銅-ニッケルフレンズはこの要件を満たすことはできません.
概要
銅ニッケルフレンズの固有の欠点は,腐食耐性と機械性能のバランスを超えたシナリオに適していることにある:高温などの厳しい条件で強い酸,高圧,または極低温では,その性能は,ニッケルベースの合金,デュプレックス鋼,その他の材料に上回ります.軽量アプリケーション特殊な介質 (アンモニア,強い酸,または塩基など) や炭素鋼,不?? 鋼,または非金属材料を含む環境は,より大きな利点を提供します.操作条件の腐食性を考慮することが不可欠です温度と圧力パラメータ,予算と時間軸,環境要件銅ニッケルフレンズの"耐腐蝕性"と"使用制限"のバランスをとらなければなりません必要に応じて,複合ソリューション (腐食耐性コーティングと組み合わせた銅-ニッケルフレンズなど) が使用され,欠陥を解決することができます.