Principais pontos
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CuNi 90/10 é econômico e oferece boa resistência à corrosão e condutividade térmica, ideal para tubulações marítimas padrão e trocadores de calor.
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CuNi 70/30 fornece maior resistência mecânica e desempenho superior em ambientes agressivos ou com alta velocidade da água do mar, preferido para sistemas offshore e de dessalinização.
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A escolha da liga correta depende do ambiente de operação, demandas mecânicas e considerações orçamentárias.
Composição química e elementos de liga
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CuNi 90/10 (C70600): Composto por aproximadamente 90% cobre e 10% níquel, com pequenas adições de ferro e manganês para aumentar a resistência à corrosão e a resistência mecânica.
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CuNi 70/30 (C71500): Contém cerca de 70% cobre e 30% níquel, além de quantidades ligeiramente maiores de ferro e manganês em relação à liga 90/10. Essa composição proporciona maior resistência e desempenho em ambientes agressivos.
O maior teor de níquel na liga 70/30 contribui para suas propriedades mecânicas aprimoradas e resistência à corrosão, tornando-a mais adequada para aplicações exigentes.
Propriedades mecânicas
Feature | Copper-Nickel Tubes | Stainless Steel | Carbon Steel |
---|---|---|---|
Corrosion Resistance | High (Seawater, Chemicals) | Moderate | Low |
Thermal Conductivity | Excellent | Moderate | Low |
Resistance to Biofouling | Yes | No | No |
Strength | High | High | Moderate |
Weldability | Excellent | Moderate | Low |
Maintenance Cost | Low | High | High |
Ambas as ligas possuem excelente ductilidade e facilidade de fabricação, mas a 70/30 apresenta maior resistência à tração e ao escoamento, sendo preferível para aplicações com maiores esforços mecânicos.
Resistência à corrosão em ambientes marinhos
Tanto CuNi 90/10 quanto 70/30 são altamente resistentes à corrosão em água do mar, graças à formação de uma camada protetora de óxido. Porém, apresentam desempenho diferente conforme as condições:
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CuNi 90/10: Adequada para ambientes com fluxo moderado e condições menos agressivas. Desempenho excelente em aplicações com água do mar limpa.
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CuNi 70/30: Oferece resistência superior a água do mar com alta velocidade, ambientes poluídos e áreas sujeitas a bioincrustações. O maior teor de níquel e elementos da liga contribuem para esse desempenho.
Velocidades máximas permitidas para fluxo:
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CuNi 90/10: até 3,5 m/s para sistemas de tubulação.
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CuNi 70/30: até 4,0 m/s para sistemas de tubulação.
Velocidades acima desses limites podem causar erosão-corrosão, por isso a seleção correta da liga conforme o fluxo é essencial.
Condutividade térmica e elétrica
Feature | Copper-Nickel Tubes | Stainless Steel | Carbon Steel |
---|---|---|---|
Corrosion Resistance | High (Seawater, Chemicals) | Moderate | Low |
Thermal Conductivity | Excellent | Moderate | Low |
Resistance to Biofouling | Yes | No | No |
Strength | High | High | Moderate |
Weldability | Excellent | Moderate | Low |
Maintenance Cost | Low | High | High |
CuNi 90/10 possui maior condutividade térmica, sendo mais eficiente para transferência de calor. Já o 70/30 compensa sua condutividade térmica menor com maior resistência mecânica e à corrosão, essencial em ambientes mais agressivos.
Fabricação e soldabilidade
Ambas as ligas apresentam boas propriedades para fabricação:
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Formabilidade: CuNi 90/10 é mais maleável, facilitando dobras e conformação, vantajoso para instalações complexas.
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Soldabilidade: Ambas podem ser soldadas com técnicas padrão, porém recomenda-se usar material de enchimento 70/30 para garantir força e resistência à corrosão ideais nas juntas.
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Endurecimento por trabalho: Nenhuma das ligas pode ser fortalecida por tratamento térmico, mas a resistência pode ser aumentada via trabalho a frio.
Considerações de custo
A diferença de custo entre as ligas é principalmente devido ao teor de níquel:
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CuNi 90/10: Mais econômica, indicada para projetos em grande escala com restrições orçamentárias.
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CuNi 70/30: Custo maior pelo maior teor de níquel, mas com melhor desempenho em ambientes exigentes, justificando o investimento para aplicações críticas.
Aplicações típicas
Feature | Copper-Nickel Tubes | Stainless Steel | Carbon Steel |
---|---|---|---|
Corrosion Resistance | High (Seawater, Chemicals) | Moderate | Low |
Thermal Conductivity | Excellent | Moderate | Low |
Resistance to Biofouling | Yes | No | No |
Strength | High | High | Moderate |
Weldability | Excellent | Moderate | Low |
Maintenance Cost | Low | High | High |
A escolha entre as ligas depende dos requisitos específicos da aplicação, incluindo condições ambientais, esforços mecânicos e orçamento.
Aplicações reais e exemplos de caso
As ligas CuNi 90/10 e 70/30 são amplamente usadas em projetos críticos nos setores marítimo, geração de energia e offshore. Por exemplo, CuNi 90/10 é muito utilizada na construção naval para sistemas de tubulação de água do mar, linhas de porão e sistemas de lastro. Seu equilíbrio entre resistência à corrosão e custo a torna ideal para grandes embarcações comerciais e navios militares com extensas redes de tubulação.
Já a CuNi 70/30 é frequente em ambientes de alto desempenho, como plataformas petrolíferas offshore, FPSOs (unidades flutuantes de produção e armazenamento) e plantas de dessalinização. Esses sistemas exigem maior resistência mecânica e proteção contra água do mar agressiva e crescimento biológico. Em plantas de dessalinização, por exemplo, a liga é usada em sistemas de múltiplo estágio flash (MSF) e osmose reversa devido à excelente resistência à erosão causada pela salmoura em alta velocidade.
Usinas localizadas em áreas costeiras também utilizam ambas as ligas — CuNi 70/30 é normalmente reservada para tubos de condensadores expostos diretamente ao circuito de resfriamento com água do mar, enquanto CuNi 90/10 é usada para sistemas menos expostos. Esses usos práticos mostram como a seleção correta da liga é crucial para o desempenho a longo prazo e otimização de custos.
Nota: Para especificações detalhadas e auxílio na escolha da liga ideal para sua aplicação, consulte nossa equipe técnica na Admiralty Industries.