Notícia

Os dados de resistência à corrosão para flanges de cobre-níquel devem ser considerados em conjunto com as classes específicas de ligas (por exemplo, Cu-Ni 90/10, 70/30), o tipo de meio corrosivo, a concentração, a temperatura e as condições de tensão. Os dados medidos e as referências padrão da indústria a seguir são baseados em condições típicas de operação:
1. Dados de resistência à corrosão em ambientes de água do mar e névoa salina
1. Taxa de corrosão por imersão estática em água do mar
Liga Cu-Ni 90/10: Em cloreto de sódio a 3,5% (água do mar simulada), a taxa de corrosão a 25°C é <0,005 mm/ano; em água do mar contendo 200 ppm de sulfetos, a taxa de corrosão aumenta para 0,01–0,02 mm/ano (fonte de dados: teste padrão ASTM G48).
Liga Cu-Ni 70/30: Nas mesmas condições, a taxa de corrosão é menor, com uma taxa de corrosão estática em água do mar de <0,003 mm/ano a 25°C, e resistência superior à corrosão por pite em comparação com a liga 90/10 (devido ao maior teor de níquel).
Para comparação, o aço inoxidável 316L tem uma taxa de corrosão de aproximadamente 0,01–0,03 mm/ano em água do mar estática, mas é propenso à corrosão por erosão em água do mar em movimento (taxa de fluxo >3 m/s), enquanto a liga de cobre-níquel mantém uma taxa de corrosão de <0,05 mm/ano, mesmo a uma taxa de fluxo de 5 m/s.
2. Corrosão atmosférica marinha por névoa salina
Em um teste de névoa salina a 5% NaCl (padrão GB/T 10125, 35°C, pulverização contínua), após 1.000 horas de teste, a espessura da película de óxido superficial da liga Cu-Ni 70/30 foi <5 μm, and the weight loss rate was <0.1 gm², which outperforms carbon steel (weight 10–20 m²) ordinary brass5–10 m²).
II. Resistência à corrosão em meios ácidos
1. Ambiente de ácido sulfúrico diluído
Liga Cu-Ni 90/10: Em uma solução de ácido sulfúrico a 10%, a taxa de corrosão a 25°C é de aproximadamente 0,1–0,2 mm/ano; quando a temperatura sobe para 60°C, a taxa de corrosão aumenta acentuadamente para 0,5–1,0 mm/ano; quando a concentração de ácido sulfúrico excede 20%, a taxa de corrosão excede 1,5 mm/ano (fonte de dados: Teste de Corrosão NACE TM0187).
Para comparação: Hastelloy C-276 apresenta uma taxa de corrosão de <0,05 mm/ano em ácido sulfúrico a 10% a 60°C, superando significativamente a liga Cu-Ni.
2. Ambiente de ácido clorídrico
As ligas de cobre-níquel apresentam baixa resistência à corrosão em ácido clorídrico: a 5% de ácido clorídrico e 25°C, a taxa de corrosão de Cu-Ni 70/30 é de aproximadamente 0,5–1,0 mm/ano, e o risco de corrosão por pite aumenta com o aumento da concentração de íons cloreto; quando a temperatura excede 50°C, a taxa de corrosão pode exceder 2,0 mm/ano, por isso é estritamente proibido o uso em tubulações de meio de ácido clorídrico.
III. Meios alcalinos e ambientes especiais
1. Solução de hidróxido de sódio (NaOH)
Em uma solução de NaOH a 10% a 25°C, a taxa de corrosão de Cu-Ni 90/10 é <0,01 mm/ano, demonstrando excelente resistência a álcalis; no entanto, quando a concentração excede 30% ou a temperatura excede 80°C, a taxa de corrosão aumenta para 0,1–0,2 mm/ano, e pode ocorrer fissuração por corrosão sob tensão (SCC).
Para comparação: As ligas de titânio não apresentam corrosão em nenhuma concentração de solução de NaOH e são mais adequadas para condições fortemente alcalinas.
2. Meio de amônia (NH₃)
As ligas de cobre-níquel apresentam resistência à corrosão extremamente baixa em ambientes contendo amônia: quando a concentração de amônia excede 50 ppm e a temperatura excede 20°C, a SCC pode ocorrer mesmo sem tensão. Um exemplo típico é a fissuração de flanges de cobre-níquel em plantas de síntese de amônia em poucos meses (fonte de dados: Diretrizes de Corrosão sob Tensão ASME BPVC Seção VIII-3).
4. Dados de resistência à corrosão localizada
1. Potencial de pite (E_b)
Através de testes de polarização de potencial dinâmico, o potencial de pite de Cu-Ni 70/30 em uma solução de NaCl a 3,5% é de aproximadamente +0,2V (vs. SCE), maior que o aço inoxidável 304 (-0,1V), mas menor que o aço inoxidável 316L (+0,3V), indicando que sua resistência à corrosão por pite é superior à do aço inoxidável comum. No entanto, em ambientes contendo cloreto, o acabamento da superfície ainda deve ser controlado (rugosidade Ra < 1,6 μm pode reduzir o risco de corrosão por pite).
2. Temperatura crítica de corrosão em fenda (CCT)
A CCT de Cu-Ni 90/10 em uma solução de NaCl a 3,5% é de aproximadamente 40°C, o que significa que quando a temperatura excede 40°C e há fendas presentes (como nas áreas de contato da junta da flange), a corrosão em fenda pode ocorrer, com taxas de corrosão superiores a 0,5 mm/ano; em contraste, a CCT do aço duplex 2205 é >70°C, demonstrando resistência superior à corrosão em fenda.
5. Dados de oxidação em alta temperatura e resistência à corrosão a longo prazo
A 300°C em ar seco, a taxa de oxidação de Cu-Ni 70/30 é de aproximadamente 0,02 mm/ano, com uma camada de óxido composto CuO-NiO densa formando na superfície; quando a temperatura sobe para 400°C, a taxa de oxidação aumenta para 0,1 mm/ano, e a camada de óxido começa a descascar; em comparação com o aço inoxidável 310S (taxa de oxidação a 800°C é de 0,05 mm/ano), a resistência à oxidação em alta temperatura da liga de cobre-níquel é significativamente insuficiente.
Notas de aplicação de dados
Fatores de desvio de dados: As taxas de corrosão reais são influenciadas por fatores como a taxa de fluxo do meio, o teor de oxigênio dissolvido, os microrganismos (por exemplo, bactérias SRB) e a contaminação da superfície. Por exemplo, em água do mar contendo bactérias redutoras de sulfato, a taxa de corrosão da liga de cobre-níquel pode aumentar em 2–3 vezes.
Referências padrão: Os dados acima são baseados em testes estáticos de laboratório. Para aplicações de engenharia, avaliações de condições de operação dinâmicas devem ser conduzidas de acordo com padrões como NACE MR0175 (indústria de petróleo e gás) e ASTM B151 (padrão de liga de cobre-níquel).
Recomendações de margem de segurança: Em água do mar e meios ligeiramente ácidos, a tolerância de corrosão de projeto para flanges de cobre-níquel é tipicamente de 0,5-1,0 mm (calculada para uma vida útil de 20 anos). Em ambientes onde amônia ou altas temperaturas podem estar presentes, os materiais de cobre-níquel devem ser evitados.

Como mostrado por dados específicos, os flanges de cobre-níquel têm um excelente desempenho em água do mar, soluções salinas neutras e ambientes fracamente alcalinos. No entanto, eles apresentam deficiências significativas na resistência à corrosão em cenários de ácido forte, amônia e alta temperatura. Ao selecionar materiais, é essencial combinar com precisão os parâmetros do processo com os dados de corrosão do material.