Identidade e nomenclatura da liga
CuNi 90-10 é a designação ISO CuNi10Fe1Mn, e o mesmo material carrega vários nomes-específicos do sistema: UNS C70600, símbolo EN CW352H, número de material DIN 2.0872, JIS C7060, designação BSI CN102 e a designação chinesa BFe10-1-1. É uma liga forjada de cobre-níquel com estrutura cúbica de face centrada, sem transformação alotrópica e, portanto, sem resposta de têmpera e endurecimento; a resistência é controlada por trabalho a frio e por recozimento.
A composição é deliberadamente estreita. Cerca de 10% de níquel fornece estabilidade eletroquímica em soluções de cloreto, 1% a 2% de ferro forma a película protetora da superfície e o manganês atua como desoxidante e estabiliza a estrutura da fase. Esta é a combinação que dá ao CuNi 90-10 a sua reputação de longa vida útil em circuitos de refrigeração de água do mar.
Composição Química
| Elemento | Requisito (%) | Papel |
|---|---|---|
| Cu | Restante | Metal base, transferência de calor |
| Não | 9.0-11.0 | Resistência à corrosão, fortalecimento da solução |
| Fé | 1.0-1.8 | Película protetora, resistência à erosão |
| Mn | 1,0 máx. | Desoxidação, estabilidade da microestrutura |
| Zn | 1,0 máx. | Controle residual |
| Pb | 0,05 máx. | Limite de impurezas |
O pedido conforme ASTM B111 também permite as especificações correspondentes ASTM B466 para tubos sem costura, ASTM B395 para tubos curvos em U- e ASTM B552 para tubos de água. Os equivalentes ASME são SB111, SB466, SB395 e SB552.
Têmpera, Propriedades Mecânicas e Tolerâncias
| Temperamento | Doença | Resistência à tracção | Alongamento | Uso típico |
|---|---|---|---|---|
| O61 | Recozido | aproximadamente. 300-380 MPa | 30% mínimo | Rolo expandido ou tubo-curvado em U |
| H55 | Luz desenhada | aproximadamente. 380-420 MPa | 10% mínimo | Corridas retas, maior rigidez |
| H80 | Desenhado | acima de 480 MPa | inferior, por acordo | Uso estrutural-não formador |
O controle dimensional é tão importante quanto os valores mecânicos. O tubo condensador normalmente é pedido com diâmetro externo e tolerâncias de parede estreitas para que a força de expansão do rolo seja previsível, e com um limite máximo de excentricidade para que a parede mínima na área de junta seja adequada. A retidão, a ovalidade e a limpeza do furo estão todas especificadas no pedido de compra.
Os dados físicos utilizados no projeto térmico são densidade de 8,94 g/cm³, condutividade térmica na região de 29 W/mK a 40 W/mK, coeficiente de expansão térmica de cerca de 17 × 10-6por grau na faixa de 20 graus a 300 graus e um módulo de elasticidade de cerca de 140 GPa.
Aplicativos
Condensadores, resfriadores, aquecedores e sistemas de refrigeração central marítimos e offshore.
Condensadores de superfície de centrais elétricas e trocadores de calor auxiliares.
Aquecedores de salmoura da planta de dessalinização, feixes de tubos do evaporador e linhas de água rejeitada.
Trocadores químicos e petroquímicos que lidam com água salobra, soluções neutras e alcalinas.
Unidades de tratamento de água de lastro, resfriadores de casco e resfriadores de tubo de popa.
Folhas de tubo condensador, revestimentos de caixa d'água e material de ponteira em material correspondente.
Por que CuNi 90-10 é preferido em serviços de água salgada
Testes comparativos com água do mar e longos registros de serviço mostram que o cobre{2}}níquel 90/10 supera o latão de alumínio e o latão do Almirantado sob as mesmas condições de velocidade e aeração, principalmente porque sua película protetora se reforma rapidamente após danos e porque a liga não é sensível à corrosão sob tensão em cloretos. Também inibe a bioincrustação através da liberação lenta de íons de cobre, o que reduz a frequência de limpeza e mantém estável o coeficiente de transferência de calor.
Onde há presença de areia ou alta aeração, os limites de velocidade são reduzidos ou um grau 70/30 é selecionado. Quando a química da água contém sulfetos ou amônia, são utilizadas medidas adicionais, como filtração, cloração controlada e períodos de lavagem com água do mar limpa. Uma boa prática é manter o tubo úmido após o comissionamento, pois ciclos repetidos de secagem e reumedecimento perturbam a película protetora.
Orientação de fabricação e manuseio
CuNi 90-10 é facilmente formado a frio, dobrado e soldado. O tubo recozido pode ser expandido por rolo em uma placa de tubo com um torque controlado, e curvas em U- são formadas em um raio que mantém a ovalidade dentro do limite dado na ASTM B395. A soldagem usa TIG ou MIG com enchimento de cobre-níquel correspondente; a entrada de calor é mantida moderada, a junta é protegida para evitar oxidação e qualquer graxa, tinta ou lubrificante de grafite é removido primeiro porque esses elementos fragilizam o cobre-níquel à temperatura.
Durante o armazenamento e instalação, os tubos devem ser mantidos nas caixas de madeira originais ou sobre suportes de madeira, longe de estantes de aço e de cloretos empoçados. As extremidades abertas dos tubos são tampadas e as placas dos tubos são perfuradas com lubrificante não{1}}grafítico. Após a montagem, uma leve descarga de água remove os detritos antes que o sistema seja colocado em serviço de água salgada.
Perguntas frequentes
P: O que significa a designação CuNi10Fe1Mn?
É o nome ISO para uma liga de cobre contendo cerca de 10% de níquel com adições de cerca de 1% de ferro e cerca de 1% de manganês, que é o mesmo material do UNS C70600 e do grau chinês BFe10-1-1.
P: Qual têmpera deve ser solicitada para um trocador de casco-e-tubo?
Solicite o tubo recozido O61 quando o tubo for expandido por rolo na folha do tubo ou formado em curvas em U-, e o tubo trefilado leve H55 apenas para unidades retas onde não há formação.
P: Quanto tempo dura o tubo CuNi 90-10 na água do mar?
A vida útil depende da velocidade, da química da água e da manutenção, mas unidades bem{0}}projetadas em água do mar limpa geralmente operam por duas décadas ou mais com o conjunto de tubos original e apenas com limpeza de rotina.
P: O CuNi 90-10 é resistente à corrosão sob tensão?
Sim. A liga tem uma estrutura-monofásica e não apresenta a corrosão sob tensão por cloreto que afeta os aços inoxidáveis austeníticos, um dos motivos pelos quais ela continua sendo a escolha tradicional para condensadores.
P: Como o CuNi 90-10 é soldado ao aço ou a uma chapa tubular?
Juntas diferentes são feitas com enchimento à base de níquel-ou cobre-níquel usando um procedimento qualificado e, quando o aço está envolvido, o lado cobre-níquel geralmente é o detalhe soldado, enquanto os componentes de aço são mantidos eletricamente isolados ou revestidos para limitar os efeitos galvânicos.
P: Que documentação acompanha uma remessa de exportação?
Um certificado de fábrica com número de calor, análise química, resultados de testes mecânicos, registros de testes de pressão e correntes parasitas, além de registros dimensionais e a lista de embalagem correspondente aos rótulos do pacote.
