Cuproníquel: A Solução Definitiva para Resistência à Corrosão e Incrustação Marinha

Uma liga de cuproníquel contém cobre e níquel, bem como ferro, alumínio, manganês, estanho, nióbio ou cromo, dependendo do grau. A excelente resistência à corrosão da água do cobre, quando combinada com níquel, melhora a resistência e durabilidade das ligas de cuproníquel. Resistência à corrosão por água salgada é a principal vantagem dessas superligas, tornando-as altamente preferíveis para aplicações marítimas.

Abaixo, discutimos algumas das propriedades únicas do cuproníquel e suas aplicações em várias indústrias.

Propriedades Únicas do Cuproníquel

Cuproníquel é nome genérico para ligas cobre-níquel (Cu-Ni) que geralmente têm divisão de concentração 90/10 Cu-Ni ou 70/30 Cu-Ni. Essas superligas exibem baixo coeficiente térmico, o que significa resistência elétrica constante em diferentes temperaturas. O níquel na liga mantém alta resistência mecânica mesmo a altas temperaturas.

Vamos examinar mais de perto algumas outras propriedades únicas do cuproníquel e como são utilizadas em várias aplicações industriais.

Resistência à Corrosão

Ligas de cuproníquel são conhecidas por sua resistência à corrosão a gases como oxigênio, dióxido de carbono, cloreto de hidrogênio, cloro, dióxido de enxofre e fluoreto de hidrogênio, bem como ácidos não oxidantes, álcalis e soluções salinas. A alta resistência à corrosão pode ser atribuída ao revestimento protetor estável na superfície devido ao metal de liga. Não há risco potencial de trinca por corrosão sob tensão com ligas de cuproníquel.

Ligas de cuproníquel com 10-30% níquel têm boa resistência até a água do mar quente em altas taxas de fluxo. Teor de ferro na liga melhora a adesão de revestimentos protetores contra erosão em água do mar, salobra e de minas. A propriedade de resistência à corrosão de ligas de cuproníquel as torna altamente preferíveis para sistemas de condensador de água do mar, plantas de dessalinização, tubulação para plantas químicas, produção offshore de petróleo e gás, e aplicações de navegação comercial.

Bioincrustação

Bioincrustação refere-se à adesão de algas viscosas, cracas, musgos marinhos, ostras e mexilhões na superfície de estruturas marítimas. Tal adesão, quando arrasta estruturas, bloqueia o interior de tubulações e condensadores e aumenta cargas, impactando negativamente o desempenho do sistema. Alumínio, aço, titânio, concreto e polímero são propensos a incrustação e requerem limpeza cara e aplicação de revestimentos antifouling.

Os filmes protetores complexos formados na superfície de ligas cobre-níquel resistem à macroincrustação. Mesmo se condições prolongadas de quietude levarem à colonização de grama e moluscos na superfície da liga, os organismos estão frouxamente aderidos e podem ser facilmente removidos. A resistência à bioincrustação é uma das propriedades únicas do cuproníquel que o tornam adequado para tubulação de água do mar, cascos de barcos, caixas d'água, estruturas de revestimento, telas de captação, revestimentos de estacas e gaiolas de malha para criação de peixes.

Propriedades Mecânicas

Ligas de cuproníquel exibem boa resistência à tração e excelente ductilidade quando recozidas. Quando alumínio ou estanho é adicionado à composição, ligas de cuproníquel podem atingir altas resistências comparáveis à do aço carbono. Uma liga 90/10 Cu-Ni tem resistência à tração de 300 N/mm² com 30% alongamento.

Em baixas temperaturas, ligas cobre-níquel não exibem fragilização. Embora a resistência à tração da liga diminua em baixas temperaturas, não tem redução marcada de alongamento, tornando-a muito adequada para aplicações de engenharia criogênica. Em altas temperaturas, ligas de cuproníquel com teor de ferro exibem propriedades mecânicas melhoradas e são usadas para construção de vasos de pressão a temperaturas até 572°F (300°C).

Propriedades Físicas

A densidade do cuproníquel é 8,9 kg/dm³; no entanto, quanto mais níquel a liga contém, mais a densidade pode variar. O teor de níquel também afeta a cor das ligas de cuproníquel. À medida que o níquel é adicionado, a cor do cobre torna-se mais clara; por exemplo, a composição da liga com 15% níquel é quase branca-prateada. O brilho e pureza da cor aumentam com o teor de níquel.

A resistividade elétrica de ligas Cu-Ni também aumenta acentuadamente com o teor de níquel, e é por isso que ligas de cuproníquel são usadas para fios de resistência em resistores de alta precisão. O alto poder termoelétrico de ligas de cuproníquel é notável. Um teor de 45% níquel na liga desenvolve campo eletromagnético alto e uniforme, tornando-a adequada para uso em termopares.

Propriedades Antimicrobianas

Ligas de cuproníquel são inerentemente antimicrobianas. Patógenos podem ser eliminados limpando regularmente superfícies frequentemente tocadas feitas de ligas de cuproníquel. Em ambientes hospitalares, colocar equipamentos e/ou superfícies de toque feitas de ligas cobre-níquel é uma forma de complementar métodos tradicionais de desinfecção. A excelente durabilidade, resistência e resistência à corrosão de ligas de cuproníquel as tornam escolha popular para aplicações de superfícies de toque antimicrobianas.

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