Berita

1. Keterbatasan kinerja dalam lingkungan suhu tinggi
Kekuatan menurun secara signifikan dengan meningkatnya suhu:Paduan tembaga-nikel (seperti Cu-Ni 70/30) mengalami penurunan kekuatan tarik dari 450 MPa menjadi kurang dari 300 MPa ketika suhu melebihi 300 °CSebaliknya, paduan berbasis nikel (seperti Inconel 625) dapat digunakan jangka panjang pada 650 °C,tentang pembatasan penerapan flange tembaga-nikel dalam pipa uap suhu tinggi, pemanas kilang, dan skenario serupa.
Risiko oksidasi suhu tinggi dan leaching seng: Paduan tembaga-nikel cenderung membentuk lapisan copper oxide (CuO) yang longgar dalam kondisi atmosfer di atas 400 °C, yang menyebabkan korosi permukaan.Paduan tembaga-nikel yang mengandung seng (seperti beberapa paduan Cu-Ni-Zn yang dimodifikasi) dapat mengalami korosi leaching seng pada suhu tinggiSebaliknya, baja tahan karat 310S (dengan ketahanan suhu tinggi 1150°C) menawarkan keuntungan yang signifikan dalam lingkungan seperti itu.
II. Biaya awal dan keterbatasan sumber daya
Biaya bahannya jauh lebih tinggi dibandingkan dengan logam biasa:Paduan tembaga-nikel (seperti Cu-Ni 90/10) biaya sekitar 5×8 kali dari baja karbon dan 3×4 kali dari 304 stainless steelMengambil flange DN100 PN16 sebagai contoh, harga satuan flange tembaga-nikel adalah sekitar 2.000 yuan, sedangkan flange baja karbon hanya 300 yuan,memberikan tekanan pada biaya pengadaan awal untuk proyek-proyek yang sensitif anggaran.
Kekurangan sumber daya tembaga dan volatilitas harga: Sebagai sumber daya strategis, tembaga mengalami fluktuasi harga yang signifikan karena dinamika penawaran dan permintaan global (dalam lima tahun terakhir,harga tembaga di London Metal Exchange berfluktuasi antara 25, 000 dan 100.000 yuan per ton), yang dapat menyebabkan biaya proyek yang tidak terkendali; sebaliknya,bahan seperti baja karbon dan baja tahan karat memiliki rantai pasokan yang lebih stabil dan menunjukkan fluktuasi harga yang lebih kecil.
III. Kekurangan ketahanan korosi media tertentu
Ketahanan korosi yang tidak cukup dalam lingkungan asam dan alkali yang kuat: paduan tembaga-nikel mengalami korosi cepat dalam asam sulfat terlarut (> 5%), asam nitrat (> 10%),atau alkali kaustik (pH > 12)Sebagai contoh, pada unit netralisasi asam-basa di industri kimia, 316L stainless steel (tahan asam nitrat) atau Hastelloy (tahan asam sulfat) lebih cocok,sementara flanges tembaga-nikel dapat mengembangkan perforasi dalam beberapa bulan.
Ketahanan terhadap korosi amonia yang rendah: Paduan tembaga-nikel mengalami stress corrosion cracking (SCC) ketika terpapar gas amonia (NH3) atau garam amonia,dan dilarang di pabrik sintesis amonia dan sistem pendingin di fasilitas penyimpanan dinginSebaliknya, flang baja karbon dan aluminium perunggu dapat digunakan dengan aman di lingkungan yang mengandung amonia.
4Sifat mekanik yang tidak cukup dalam kondisi ekstrim
Batas kekuatan dalam kondisi tekanan tinggi:Kekuatan yield dari paduan tembaga-nikel (sekitar 150-250 MPa) lebih rendah daripada baja dupleks (lebih dari 450 MPa) dan paduan berbasis nikel (lebih dari 500 MPa)Dalam pipa bertekanan tinggi (misalnya, transmisi gas alam pada 10 MPa atau lebih tinggi), flange tembaga-nikel membutuhkan ketebalan dinding yang lebih besar untuk memenuhi persyaratan kekuatan,yang mengarah pada peningkatan berat badan dan biaya lebih lanjut, sedangkan flang baja dupleks dapat mengurangi dimensi karena keuntungan kekuatan material.
Batasan ketahanan suhu rendah: Meskipun paduan tembaga-nikel mempertahankan ketahanan pada -196 °C (suhu LNG), ketahanan benturan mereka menurun pada suhu yang lebih rendah (misalnya,-269°C dalam lingkungan helium cair)Paduan berbasis nikel (misalnya, Inconel 625) mempertahankan kinerja pada -270 °C dan lebih cocok untuk fasilitas penelitian suhu rendah yang ekstrim.
5Persyaratan khusus untuk pengolahan dan pemeliharaan
Proses pengelasan membutuhkan kompatibilitas yang tinggi dengan bahan pengelasan: Saat pengelasan paduan tembaga-nikel, kawat pengelasan tembaga-nikel khusus (seperti ERCuNi) harus digunakan.Jika bahan las stainless steel digunakan secara keliru, fase rapuh dapat terkulai di las, mengakibatkan penurunan kekuatan lebih dari 50%. Sebaliknya, flang baja karbon dapat dilas menggunakan elektroda E43 standar,yang memiliki persyaratan proses yang lebih rendah.
Biaya perawatan permukaan dan pembersihan: Flang tembaga-nikel membutuhkan perawatan pasivasi setelah pengolahan untuk meningkatkan ketahanan korosi, sedangkan flang stainless steel dapat digunakan secara langsung.Dalam lingkungan minyak dan gas yang mengandung belerang, permukaan tembaga-nikel dapat membentuk tembaga hitam sulfida (CuS), yang tidak mempengaruhi bahan dasar tetapi membutuhkan pembersihan mekanis yang teratur, meningkatkan beban kerja pemeliharaan.
6. Berat dan pembatasan instalasi
Kepadatan tinggi menyebabkan tekanan beban instalasi: Kepadatan paduan tembaga-nikel adalah sekitar 8,9 g/cm3, yaitu 1,14 kali lipat dari baja karbon (7,8 g/cm3) dan 3.3 kali lipat dari paduan aluminium (2.7 g/cm3). Dalam pipa lepas pantai berskala besar atau rak pipa yang tinggi, penggunaan flange tembaga-nikel mungkin memerlukan penguatan tambahan struktur pendukung, meningkatkan biaya teknik.
Risiko korosi galvanik saat menghubungkan logam yang berbeda: Ketika paduan tembaga-nikel bersentuhan langsung dengan logam seperti baja karbon atau aluminium, kehadiran elektrolit (misalnya,air laut) dapat membentuk pasangan galvanik, menyebabkan flange tembaga-nikel bertindak sebagai katode dan mempercepat korosi logam yang berbeda.Gasket isolasi harus dipasang atau perlindungan anode pengorbanan harus digunakan., meningkatkan kompleksitas instalasi.
7. Pembatasan Lingkungan dan Skenario Khusus
Masalah Sensitivitas Ekologi yang Terkait dengan Pelepasan Ion Tembaga: Dalam skenario dengan persyaratan ketat untuk konsentrasi ion tembaga (misalnya, standar air minum UE mengharuskan Cu < 2 mg/L),seperti akuakultur air tawar dan pengolahan air minum, tingkat pelepasan ion tembaga dari flang tembaga-nikel (sekitar 0,05 ∼0,1 mg/L setelah perendaman jangka panjang) memenuhi standar..g., Flanges plastik PVDF) untuk menghindari potensi risiko.
Permeabilitas magnetik mempengaruhi operasi peralatan khusus: Paduan tembaga-nikel memiliki permeabilitas magnetik yang mendekati 1 (sifat magnetik yang lemah),tapi dalam skenario yang membutuhkan bahan non-magnetik, seperti segel fluida magnetis presisi dan magnet superkonduktor, baja tahan karat austenit (permeabilitas magnetik ≈ 1) atau paduan titanium (tidak magnetik) harus digunakan,dan flanges tembaga-nikel tidak dapat memenuhi persyaratan ini.
Ringkasan
Kelemahan yang melekat pada flanges tembaga-nikel terletak pada kesesuaiannya yang terbatas untuk skenario di luar keseimbangan antara ketahanan korosi dan sifat mekanik:dalam kondisi yang keras seperti suhu tinggi, asam yang kuat, tekanan tinggi, atau suhu yang sangat rendah, kinerja mereka melebihi oleh paduan berbasis nikel, baja dupleks, dan bahan lain.aplikasi ringan, atau lingkungan yang melibatkan media khusus (seperti amonia, asam kuat, atau alkali), baja karbon, baja tahan karat, atau bahan non-logam menawarkan keuntungan yang lebih besar.sangat penting untuk mempertimbangkan korosi kondisi operasi, parameter suhu dan tekanan, anggaran dan jadwal, serta persyaratan lingkungan.Sebuah keseimbangan harus ditemukan antara “keunggulan ketahanan korosi” dan “batas aplikasi” dari flanges tembaga-nikelJika perlu, solusi komposit (seperti flange tembaga-nikel dikombinasikan dengan lapisan tahan korosi) dapat digunakan untuk mengatasi kekurangan.