Aplicaciones de las aleaciones de cobre-níquel

Las principales aplicaciones de las aleaciones de cobre-níquel de grados de ingeniería 90-10 y 70-30 se encuentran en tuberías de agua de mar, intercambiadores de calor y condensadores. Las principales industrias son marinas y abarcan la desalinización térmica, el petróleo y el gas en alta mar, la generación de energía y el transporte marítimo comercial y naval. Las aleaciones de cobre y níquel también se utilizan para tuberías hidráulicas, incluidas las de frenos.

Desalinización

Las aleaciones de cobre y níquel se utilizan ampliamente en plantas desalinizadoras de destilación multietapa (MSF) y de destilación de efecto múltiple (MED). Además de las consideraciones de costo, la elección de la aleación depende de las condiciones de corrosión en las distintas secciones de la planta.

Planta MSF

Una planta MSF utiliza un proceso que consiste esencialmente en una serie de Intercambiadores de calor de tubos/placas que pueden alcanzar temperaturas de 120^oC en el calentador de salmuera, disminuyendo a medida que la salmuera y el destilado viajan a través de la planta hasta las secciones de recuperación de calor y luego de rechazo de calor. Las secciones del calentador de salmuera y de recuperación de calor requieren exposición a agua de mar caliente desaireada y salmuera, mientras que la sección de rechazo de calor utiliza agua de mar natural. Los exteriores de los tubos manejan vapor de agua y gases no condensables.

Las opciones de aleaciones típicas son:

Tabla: Aplicaciones típicas de aleaciones de cobre-níquel en la planta desalinizadora de MSF

Planta MED

Hay dos tipos de plantas MED; uno utiliza destilación por termocompresión (TCD), el otro compresión mecánica de vapor (MVD); El TCD es el más común. Puede haber varias etapas de evaporación y una sección final de expulsión de calor. El vapor se introduce en el primer evaporador a temperaturas de alrededor de 75°C.
Las aleaciones de cobre son la opción principal para los tubos en las secciones del evaporador. Aquí, el ambiente superior está completamente aireado y el nivel de oxígeno disminuye en las secciones inferiores. El cobre-níquel también se utiliza a veces en el intercambiador de recuperación de calor final, que funciona completamente aireado.

Petróleo y gas marino

Las aleaciones de cobre-níquel han encontrado aplicaciones tanto en plataformas como en FPSO ( Buques flotantes de producción, almacenamiento y descarga) y se utilizan en sistemas de agua de mar, refrigeración y agua contra incendios/diluvio. Se prefieren en climas más cálidos por su resistencia a la corrosión por grietas de cloruro y al agrietamiento por corrosión bajo tensión.

Sistema de diluvio montado sobre patines que utiliza cobre-níquel 90-10. Foto cortesía de Blaze Manufacturing Solutions Ltd.

La aleación de cobre y níquel 90-10 también se ha utilizado para el revestimiento de la zona de salpicaduras en las patas de la plataforma en la Fase 1 del campo Morecambe, Reino Unido.

Foto cortesía de Spirit Energy

Generación de energía

La generación de electricidad en plantas de energía tanto nucleares como de combustibles fósiles implica importantes procesos de transferencia de calor; generadores de vapor, intercambiadores de calor, refrigeradores, condensadores, tanques, tuberías, válvulas y accesorios. Las aleaciones de cobre y níquel son muy adecuadas para estas aplicaciones, ya que se pueden utilizar con éxito en una variedad de entornos, incluido agua de mar limpia con un alto total de sólidos disueltos, agua salobre, agua dulce y agua de torres de enfriamiento.

Construcción y reparación naval

Las aleaciones de cobre y níquel 90-10 y 70-30 se desarrollaron originalmente para condensadores navales y tuberías de agua de mar hace más de 60 años. El hecho de que todavía se utilicen en muchas de las armadas del mundo es un testimonio de su resistencia en condiciones severas. También se utilizan en FPSO y envíos comerciales.

Cu-Ni 90-10. Tuberías utilizadas en el transporte marítimo comercial. Foto cortesía de Eucaro Buntmetall GmbH.

El agua de mar se utiliza para refrigeración, limpieza y calefacción de tanques, lastre, eliminación de residuos, extinción de incendios y, mediante destilación, como fuente de agua dulce para alimentación de calderas y agua sanitaria caliente y sanitaria. agua fría. Todos requieren sistemas de tuberías que constan de bombas, válvulas, tuberías y accesorios. Para los sistemas de refrigeración, también se requieren intercambiadores de calor.

Las aplicaciones de las aleaciones de cobre y níquel pueden incluir condensadores, refrigeradores y otros intercambiadores de calor, plantas desalinizadoras de agua de mar a bordo, sistemas de aire comprimido, sistemas sanitarios, sentinas y agua de lastre. , salmuera, tuberías contra incendios y rociadores, fueloil, aceite lubricante, calentamiento de agua caliente, aguas grises y negras, líneas hidráulicas y calentamiento de tanques.
Una aplicación novedosa es la de revestimiento o placa para cascos de embarcaciones.

El Asperida con casco 70-30 Cu-Ni siendo inspeccionado durante su reacondicionamiento 38 años después de su construcción. Foto cortesía de CDA Inc.

Se han fabricado unas pocas docenas de cascos de esta manera, utilizando cobre-níquel 90-10 o 70-30.