Propriedades mecânicas do níquel C72200-cobre branco para serviços de água do mar

O que é o níquel C72200-cobre branco

C72200 é uma liga de cobre-níquel no sistema de numeração UNS, frequentemente descrita como cromo-cuproníquel modificado 85/15 porque contém nominalmente 15% de níquel junto com uma adição deliberada de cromo. No comércio, a liga também é chamada de níquel-cobre branco. Ele foi desenvolvido para tubos de condensadores e trocadores de calor onde a água de resfriamento é água do mar ou água salobra e as velocidades de fluxo são altas o suficiente para atacar tubos convencionais de cuproníquel ou latão de alumínio.

A característica distintiva do C72200 é o conteúdo de cromo. O cromo nesta liga melhora a resistência ao ataque de impacto e à corrosão por erosão, de modo que o tubo pode tolerar velocidades mais altas da água do mar do que um grau de cobre-níquel não modificado, ao mesmo tempo em que ainda forma a película fina e estável do produto de corrosão que protege as ligas de cobre-níquel em água do mar limpa.

Composição Química

Os limites de composição para a liga em forma de tubo são publicados na ASTM B111, e chapas, chapas e tiras do mesmo tipo são cobertas pela ASTM B122. O cobalto é contado com o níquel quando a análise é verificada, o que é uma prática padrão para ligas de cobre-níquel, e o ferro mais o manganês juntos definem grande parte do desempenho do material na água do mar.

Propriedades Mecânicas e Têmperas

As propriedades mecânicas do C72200 dependem da têmpera em que o tubo ou chapa é fornecido, exatamente como acontece com outras ligas de cobre forjadas. A têmpera recozida macia é usada onde o tubo precisa ser dobrado ou expandido, e a têmpera trabalhada a frio aumenta a resistência e a dureza ao custo da ductilidade. Para tubos fornecidos sob ASTM B111, a resistência à tração, a resistência ao escoamento medida em 0,5% de extensão sob carga e o alongamento são especificados na norma para a têmpera solicitada, e o certificado do moinho informa os valores reais para o lote.

Uma consequência prática é que o comprador deve especificar a têmpera e o padrão do produto, em vez de citar um único valor de resistência à tração. Dois tubos de química idêntica podem diferir substancialmente em resistência simplesmente porque um foi recozido e o outro foi submetido a uma têmpera trabalhada a frio.

Corrosão e comportamento físico

Em água do mar limpa e arejada, o C72200 forma uma película protetora de produto contra corrosão que mantém a taxa de corrosão baixa e uniforme. A adição de cromo estende a faixa de velocidade na qual o filme sobrevive, razão pela qual a liga é usada em condensadores onde as velocidades do tubo são aumentadas para melhorar a transferência de calor. As ligas de cobre-níquel também são resistentes à corrosão sob tensão por cloreto, o que é uma vantagem sobre os aços inoxidáveis ​​austeníticos em ambientes quentes de cloreto.

Duas limitações devem ser compreendidas. As ligas de cobre-níquel podem sofrer rachaduras por corrosão sob tensão em ambientes amoniacales, portanto, água do mar poluída, condensado de sistemas contendo amônia e vapor de amônia ao redor das chapas dos tubos merecem atenção. E a liga não é imune à corrosão sob-depósito; incrustações, lamas ou crescimento biológico no lado da água privam a superfície de oxigênio e criam as condições locais para corrosão sob o depósito.

A condutividade elétrica é uma pequena fração daquela do cobre puro, e a condutividade térmica, embora inferior à do cobre puro, é mais do que adequada para serviço de transferência de calor resfriado com água do mar. O C72200 é escolhido pelo desempenho contra corrosão sob fluxo, não pela condutividade.

Tratamento Térmico e Fabricação

O C72200 é normalmente fornecido na condição recozida para aplicações em tubos. Os tratamentos de recozimento e alívio de tensões devem ser realizados em temperaturas que amolecem o material sem engrossar excessivamente a estrutura, e o cronograma deve ser especificado no pedido e não improvisado na oficina. Citar uma temperatura de tratamento térmico que não faz sentido é uma forma confiável de destruir um lote de tubos, portanto, a faixa de temperatura deve sempre vir do fornecedor do material e ser registrada na ficha de processo.

O trabalho a frio é excelente, portanto os tubos podem ser dobrados e enrolados em placas tubulares sem rachar quando a têmpera correta é fornecida.

O trabalho a quente é realizado em uma faixa de temperatura abaixo do ponto de fusão da liga e acima da temperatura na qual o material se torna quebradiço.

O recozimento é usado entre operações de conformação a frio quando é necessária uma grande redução total.

Soldagem e brasagem são praticáveis ​​com cargas adequadas à liga; as adições de cromo e titânio significam que a entrada de calor e a temperatura entre passes devem ser controladas.

O alívio de tensão após a conformação pesada é uma boa prática para componentes que sofrerão serviço amoniacal.

Onde o C72200 é usado

Tubos condensadores e trocadores de calor em usinas de energia, navios e usinas de dessalinização que utilizam água do mar

Placas tubulares e caixas de água em equipamentos refrigerados a água do mar

Tubulações e acessórios em sistemas marítimos e offshore

Componentes expostos à água do mar em alta velocidade onde a corrosão por erosão é o fator limitante

Pontos de inspeção e armadilhas comuns

Confirme a classe por meio de certificado, verificando o níquel com cobalto, cromo, ferro e manganês em relação aos limites de especificação.

Verifique a têmpera e os valores correspondentes de tração, rendimento e alongamento para o lote.

Teste a corrente-parasita no tubo em busca de defeitos na parede antes da instalação e mantenha o registro como referência.

Verifique o tamanho do grão e a condição da superfície, pois ambos afetam o desempenho de flexão e laminação.

Mantenha os tubos secos e livres de contaminação por cloretos antes da instalação.

A armadilha recorrente é tratar todos os cuproníquel como um único material. O cobre-níquel não modificado e o grau modificado-de cromo diferem na faixa de velocidade que toleram, e o C72200 não deve ser pedido simplesmente porque uma cotação menciona o tubo de cuproníquel. Nomeie o grau UNS e o padrão no pedido e solicite a análise e os resultados dos testes mecânicos no certificado.

Perguntas frequentes

P: O que é níquel C72200-cobre branco?
É uma liga de cromo-cobre modificado-níquel contendo nominalmente 15% de níquel, usada principalmente em tubos de condensadores e trocadores de calor em serviços de água do mar.

P: Como o C72200 difere do cuproníquel comum?
A adição de cromo, na faixa de 0,30% a 0,70%, melhora a resistência ao impacto e à corrosão por erosão, de modo que o tubo tolere velocidades mais altas da água do mar.

P: Qual padrão cobre o tubo C72200?
O tubo sem costura é especificado na ASTM B111, e chapas, folhas e tiras do mesmo grau na ASTM B122.

P: Qual têmpera é usada para tubos condensadores?
Tubo recozido macio é normal, porque deve ser dobrado e expandido na placa do tubo sem rachar. As têmperas trabalhadas a frio são usadas para outras formas de produtos.

P: O C72200 pode ser soldado?
Sim, com cargas adequadas à liga e aporte térmico controlado. Assim como acontece com todas as ligas de cobre-níquel, a limpeza da área da junta e o controle da temperatura entre passes são essenciais.

P: O que limita a vida útil dos tubos C72200?
Água poluída ou amoniacal, depósitos que causam corrosão-de depósito e velocidade de fluxo excessiva. Em água do mar limpa com tratamento correto da água, a liga proporciona uma vida útil muito longa.