Differenze tra CuNi 90/10 e CuNi 70/30

• Il CuNi 90/10 è una soluzione economica che offre una buona resistenza alla corrosione e un’ottima conducibilità termica, ideale per tubazioni marine standard e scambiatori di calore.

• Il CuNi 70/30 garantisce una resistenza meccanica superiore e una maggiore protezione in ambienti marini aggressivi o con acqua di mare ad alta velocità, ed è quindi la scelta preferita per impianti offshore e di dissalazione.

• La scelta della lega giusta dipende dall’ambiente operativo, dalle esigenze meccaniche e dal budget a disposizione.

Le leghe rame-nichel (CuNi) sono rinomate per la loro eccezionale resistenza alla corrosione, in particolare negli ambienti marini. Tra queste, le composizioni 90/10 e 70/30 sono le più diffuse, ognuna con caratteristiche specifiche che le rendono ideali per applicazioni differenti.

Comprendere le differenze tra queste due leghe è fondamentale per ingegneri e progettisti che desiderano ottimizzare le prestazioni e la durata dei propri impianti.

• CuNi 90/10 (C70600): Composto da circa 90% di rame e 10% di nichel, con piccole aggiunte di ferro e manganese che ne migliorano la resistenza alla corrosione e la resistenza meccanica.

• CuNi 70/30 (C71500): Contiene circa 70% di rame e 30% di nichel, con quantità leggermente superiori di ferro e manganese rispetto alla lega 90/10. Questa composizione offre una resistenza meccanica superiore e una maggiore protezione in ambienti particolarmente aggressivi.

L’aumento del contenuto di nichel nella lega 70/30 contribuisce al miglioramento delle sue proprietà meccaniche e della resistenza alla corrosione, rendendola più adatta ad applicazioni critiche e ad alte prestazioni.

Sia la lega CuNi 90/10 che la 70/30 offrono un’elevata resistenza alla corrosione in acqua di mare, grazie alla formazione di uno strato ossido-protettivo sulla superficie. Tuttavia, le loro prestazioni variano in base alle condizioni operative specifiche:

• CuNi 90/10: Adatta ad ambienti con velocità di flusso moderate e condizioni meno aggressive. Si comporta molto bene in applicazioni con acqua di mare pulita.

• CuNi 70/30: Garantisce una resistenza superiore in presenza di acqua di mare ad alta velocità, ambienti marini inquinati e zone soggette a fouling biologico. L’elevato contenuto di nichel e la presenza di specifici elementi di lega ne potenziano le prestazioni.

Velocità massima consentita del flusso nei sistemi di tubazioni:

• CuNi 90/10: Fino a 3,5 m/s

• CuNi 70/30: Fino a 4,0 m/s

Superare questi limiti può causare fenomeni di erosione-corrosione: per questo motivo, è fondamentale selezionare la lega più adatta in base alle condizioni di flusso previste.

Il CuNi 90/10 possiede una conducibilità termica superiore, rendendolo più efficiente nelle applicazioni che richiedono un efficace trasferimento di calore.

Tuttavia, la minore conducibilità termica del CuNi 70/30 è compensata dalla sua maggiore resistenza meccanica e dalla superiore resistenza alla corrosione, caratteristiche fondamentali per l’impiego in ambienti particolarmente aggressivi.

Entrambe le leghe sono note per le loro eccellenti proprietà di lavorazione:

• Formabilità: Il CuNi 90/10 è più malleabile, facilitando le operazioni di piegatura e formatura, un vantaggio importante nelle installazioni complesse.

• Saldabilità: Entrambe le leghe possono essere saldate con tecniche standard. Tuttavia, si consiglia l’uso di materiale d’apporto 70/30 per la saldatura di entrambe, al fine di garantire una resistenza ottimale del giunto e una buona protezione contro la corrosione.

• Incrudimento: Nessuna delle due leghe può essere indurita tramite trattamento termico, ma la loro resistenza meccanica può essere aumentata attraverso processi di lavorazione a freddo.

La differenza di costo tra le due leghe è principalmente legata al contenuto di nichel:

• CuNi 90/10: Più economico, rappresenta una scelta vantaggiosa per progetti su larga scala dove il budget è un fattore determinante.

• CuNi 70/30: Più costoso a causa dell’elevato contenuto di nichel, ma garantisce prestazioni superiori in ambienti critici, giustificando l’investimento per applicazioni ad alta severità operativa.

Le leghe CuNi 90/10 e 70/30 sono ampiamente utilizzate in progetti di infrastrutture critiche nei settori marino, della generazione di energia e offshore. Ad esempio, il CuNi 90/10 è largamente impiegato nell’industria navale per i sistemi di tubazioni con acqua di mare, le linee di sentina e i sistemi di zavorra. Grazie al suo equilibrio tra resistenza alla corrosione e convenienza economica, è la scelta ideale per navi commerciali di grandi dimensioni e unità navali militari, dove l’estensione delle tubazioni è significativa.

Al contrario, il CuNi 70/30 viene preferito in ambienti ad alte prestazioni come piattaforme petrolifere offshore, FPSO (unità galleggianti di produzione, stoccaggio e scarico) e impianti di dissalazione. Questi sistemi richiedono una resistenza meccanica superiore e una protezione avanzata contro l’acqua di mare aggressiva e la crescita biologica. Negli impianti di dissalazione, ad esempio, il CuNi 70/30 è impiegato in sistemi MSF (Multi-Stage Flash) e a osmosi inversa, grazie alla sua eccellente resistenza all’erosione causata dalla salamoia ad alta velocità.

Anche le centrali elettriche costiere utilizzano entrambe le leghe: il CuNi 70/30 è solitamente destinato ai tubi dei condensatori a diretto contatto con i circuiti di raffreddamento ad acqua di mare, mentre il CuNi 90/10 viene usato per i sistemi meno esposti. Questi esempi concreti mostrano quanto sia cruciale scegliere la lega giusta per garantire prestazioni a lungo termine e ottimizzazione dei costi.