Ottone all’alluminio (C68700): composizione, proprietà e applicazioni

• Ottone all’alluminio (UNS C68700) è una lega rame-zinco con alluminio (1,8–2,5%) e arsenico (0,02–0,06%), conforme alla norma ASTM B111

• L’aggiunta di alluminio forma un film d’ossido autoriparante che resiste all’attacco da impingement in acque marine ad alta velocità

• Il C68700 supera le prestazioni dell’ottone ammiragliato (C44300) nei sistemi a flusso turbolento e in ambienti marini contaminati

• Impieghi principali: tubi per condensatori, tubi per scambiatori di calore in centrali elettriche, impianti di desalinizzazione e sistemi offshore

• Disponibile tramite fornitori specializzati come tubi senza saldatura con coordinamento delle ispezioni di terza parte secondo i requisiti del Piano di Ispezione e Collaudo (ITP) di progetto

L’ottone all’alluminio è una lega rame-zinco arricchita con alluminio (1,8–2,5%) e arsenico (0,02–0,06%). L’alluminio forma un sottile film d’ossido di alluminio autoriparante sulla superficie del tubo, che resiste sia alla corrosione uniforme sia all’erosione localizzata in condizioni di flusso turbolento ad alta velocità. L’arsenico inibisce la dezincificazione, ovvero la lisciviazione selettiva dello zinco che degrada gli ottoni comuni negli ambienti ricchi di cloruri.

Il risultato è una lega che regge dove l’ottone ammiragliato e gli ottoni standard cedono: velocità di flusso elevate (superiori a 2,5 m/s), acqua di mare con solidi in sospensione e sistemi soggetti ad attacco da impingement agli ingressi dei tubi.

Il C68700 segue un bilanciamento elementare rigorosamente controllato secondo la norma ASTM B111 e gli standard internazionali equivalenti.

Il rapporto rame-zinco mantiene la lega nella microstruttura in fase alfa, essenziale per la lavorabilità a freddo e la resistenza alla criccatura da tensocorrosione. Un contenuto di alluminio inferiore all’1,8% fornisce una protezione ossidativa insufficiente; oltre il 2,5% infragilisce la lega e ne riduce la formabilità.

L’equivalente europeo è CuZn20Al2 (EN 12449 / EN 12451), mentre la designazione britannica è CZ110. Queste designazioni si riferiscono alla stessa famiglia di leghe e offrono garanzie meccaniche comparabili.

Tubi per condensatori nella generazione di energia

I condensatori a superficie nelle centrali termoelettriche e nucleari rappresentano la principale applicazione. La combinazione di conducibilità termica e resistenza alla corrosione rende questa lega efficace sia nei sistemi di raffreddamento ad acqua di mare a passaggio singolo sia nei circuiti chiusi con acqua salmastra.

Tubi per scambiatori di calore nella desalinizzazione e nella raffinazione

Gli scambiatori di calore a fascio tubiero e mantello negli impianti di desalinizzazione multi-flash e nei circuiti di raffreddamento delle raffinerie petrolifere utilizzano C68700 dove la qualità dell’acqua è variabile e il controllo della velocità non è sempre possibile. Il film d’ossido autoriparante compensa le condizioni di flusso ad alta velocità intermittente.

Sistemi di raffreddamento marini

I sistemi di raffreddamento centralizzato di bordo, le sentine e i sistemi di zavorra impiegano l’ottone all’alluminio dove la circolazione continua di acqua di mare crea rischio di erosione. Il C68700 è specificato nelle applicazioni navali, nella marina mercantile e nelle piattaforme offshore.

Raffreddamento di processo industriale

Gli impianti petrolchimici e chimici utilizzano il C68700 in refrigeratori di processo e refrigeratori finali dove la qualità dell’acqua di raffreddamento può essere variabile e le velocità di flusso superano i limiti dell’ottone ammiragliato.

• Più resistente alla corrosione rispetto all’ottone all’alluminio

• Più resistente rispetto alle leghe di ottone standard

• Prestazioni elevate con fluidi ad alta velocità (>2,5 m/s)

• Durata superiore in acque aggressive o inquinate

• Buona resistenza al biofouling senza necessità di rivestimenti

Le due leghe condividono la stessa base rame-zinco, ma differiscono per elemento di lega secondario e per il relativo campo di applicazione.

L’ottone ammiragliato (C44300) rimane la scelta corretta per ambienti a bassa velocità e meno aggressivi. Specificare C68700 quando C44300 garantirebbe prestazioni adeguate comporta costi non giustificati. La decisione di selezione dipende in genere dalla qualità dell’acqua, dalla velocità di flusso e dalle conseguenze di un cedimento prematuro dei tubi.

Per ulteriori informazioni sulle specifiche dei tubi in ottone ammiragliato, consulta la nostra guida al C44300 ottone ammiragliato.

Per applicazioni che superano i limiti del C68700, acqua di mare molto inquinata, ambienti con ammoniaca o sistemi che richiedono maggiore resistenza meccanica, le leghe cupronichel (C70600 e C71500) rappresentano la soluzione di aggiornamento tipica.

I tubi in cupronichel offrono una resistenza superiore all’attacco da solfuri e al biofouling in condizioni più estreme, a un costo del materiale più elevato. La scelta tra ottone all’alluminio e cupronichel dipende generalmente dalla severità della chimica dell’acqua e dalla tolleranza al costo del ciclo di vita del progetto.

I tubi in ottone all’alluminio per servizio in scambiatori di calore e condensatori sono prodotti come tubo trafilato senza saldatura secondo ASTM B111 (o norme EN e BS equivalenti). Il ciclo di produzione comprende la colata continua dei billette della lega, l’estrusione a caldo, la trafilatura a freddo in più passaggi e la ricottura finale per ottenere il temperaggio e le tolleranze dimensionali richiesti.

L’ispezione di terza parte nell’ambito di un Piano di Ispezione e Collaudo (ITP) specifico di progetto comprende:

• Verifica della composizione chimica (certificato di colata + analisi chimica indipendente)

• Ispezione dimensionale (diametro esterno, spessore di parete, rettilineità)

• Collaudo idrostatico secondo i requisiti ASTM B111

• Esame visivo e test a correnti parassite (ECT) per difetti superficiali

• Documentazione dei rapporti di non conformità (NCR) per eventuali non conformità

Per gli ordini di progetto, Admiralty Industries coordina l’ispezione Bureau Veritas presso lo stabilimento di produzione per verificare la conformità rispetto all’ITP di progetto prima della spedizione. Ciò garantisce la tracciabilità documentata della catena di approvvigionamento dalla colata alla consegna, un requisito fondamentale per i progetti nel settore energetico, delle raffinerie e del nucleare.