Que sont les alliages cuivre-nickel ?
Alliages cuivre-nickel, communément appelés cupronickel, sont reconnus pour leur résistance exceptionnelle à la corrosion, notamment dans l'eau de mer, ce qui les rend idéaux pour les applications marines et industrielles. Ces alliages présentent également une bonne conductivité thermique, une bonne résistance mécanique et une bonne résistance au biosalissure.
Les deux alliages cuivre-nickel les plus fréquemment utilisés sont :
UNS C70600 (cuivre-nickel 90/10)
UNS C71500 (cuivre-nickel 70/30)
UNS C70600 (cuivre-nickel 90/10) : composition, propriétés et applications
Composition chimique du C70600
| Élément | Pourcentage (%) |
|---|---|
| Cuivre (Cu) | 88.7 - 91.2 |
| Nickel (Ni) | 9.0 - 11.0 |
| Fer (Fe) | 1.0 - 1.8 |
| Manganèse (Mn) | 1,0 Max. |
Propriétés clés de l'UNS C70600
| Propriété | Description |
|---|---|
| Résistance à la corrosion | Excellent dans l'eau de mer et l'eau saumâtre ; résiste au biosalissure, réduisant ainsi la fréquence de nettoyage |
| Conductivité thermique | Bon, ce qui le rend adapté aux échangeurs de chaleur et aux tubes de condenseur |
| Formabilité et soudabilité | Facile à fabriquer ; bonne formabilité et soudabilité pour les formes complexes |
Applications du matériau C70600
| Industrie | Application |
|---|---|
| Marine / Construction navale | Tuyauterie d'eau de mer, échangeurs de chaleur, tubes de condenseur |
| Usines de dessalement | Tubes et composants en contact avec l'eau de mer |
| Pétrole et gaz offshore | Systèmes de tuyauterie exposés à l'eau de mer |
UNS C71500 (cuivre-nickel 70/30) : composition, propriétés et applications
Composition chimique du C71500
| Élément | Pourcentage (%) |
|---|---|
| Cuivre (Cu) | 66.5 - 69.5 |
| Nickel (Ni) | 29.0 - 33.0 |
| Fer (Fe) | 0.4 - 1.0 |
| Manganèse (Mn) | 1,0 Max. |
Propriétés clés de l'UNS C71500
| Propriété | Description |
|---|---|
| Résistance à la corrosion | Supérieur au C70600, en particulier dans les environnements-à haute vitesse ou abrasifs |
| Résistance mécanique | Supérieur à C70600, adapté aux applications plus exigeantes |
| Résistance à l'érosion | Résistance améliorée à l’érosion et aux attaques par impaction à des débits élevés |
Applications du matériau C71500
| Industrie | Application |
|---|---|
| Échangeurs de chaleur et condenseurs | Centrales électriques et construction navale nécessitant une résistance élevée et une résistance à la corrosion |
| Systèmes de tuyauterie d'eau de mer | Conditions d'écoulement-à vitesse élevée et turbulente |
| Pétrole et gaz offshore | Élévateurs, revêtement des pieds de plateforme, composants exposés à l'eau de mer agressive |
Différences clés : UNS C70600 par rapport à UNS C71500
| Paramètre | UNS C70600 (90/10) | UNS C71500 (70/30) |
|---|---|---|
| Teneur en nickel | 9.0 - 11.0% | 29.0 - 33.0% |
| Teneur en cuivre | ~ 90% | ~ 70% |
| Résistance à la corrosion | Excellent | Supérieur(vitesse particulièrement élevée-) |
| Résistance mécanique | Bien | Plus haut |
| Résistance à l'érosion | Bien | Amélioré |
| Résistance à l'encrassement biologique | Excellent (légèrement supérieur) | Bien |
| Coût | Plus économique | Plus élevé (en raison de la teneur en nickel) |
| Applications typiques | Service général d'eau de mer | Conditions exigeantes/à-vitesse élevée |
Choisir le bon alliage pour votre application
| Facteur | Recommandation |
|---|---|
| Exigences de résistance à la corrosion | Si votre application implique de l'eau de mer-à grande vitesse ou des environnements sujets à l'érosion-,choisissez C71500 |
| Besoins en résistance mécanique | Pour les applications nécessitant une résistance mécanique plus élevée,Le C71500 fonctionne mieux |
| Contraintes budgétaires | Si le coût est un facteur important,Le C70600 est plus économiquetout en offrant une excellente résistance à la corrosion dans des environnements moins exigeants |
| Besoins spécifiques des applications | Tenir compte de l'environnement d'exploitation, de la température et de l'exposition potentielle à des milieux agressifs |
| Condition | Alliage recommandé |
|---|---|
| Eau de mer propre, vitesse normale (inférieure ou égale à 3,6 m/s) | C70600 |
| High-velocity seawater (> 3.6 m/s) | C71500 |
| Eau de mer avec sable en suspension ou abrasifs | C71500 |
| L’encrassement biologique est la principale préoccupation | C70600(légèrement supérieur) |
| Eau de mer polluée (H₂S, ammoniac) | C71500(de préférence) |
| Projets-sensibles au budget | C70600 |
Comparaison des propriétés mécaniques (recuit)
| Propriété | UNS C70600 | UNS C71500 |
|---|---|---|
| Résistance à la traction (MPa) | 275 minutes. | 275 minutes. |
| Limite d'élasticité (MPa) | 105 minutes. | 105 minutes. |
| Allongement (%) | 40 minutes. | 40 minutes. |
| Usinabilité (% de laiton à décolletage libre) | 20% | 20% |
Comparaison des propriétés physiques
| Propriété | UNS C70600 | UNS C71500 |
|---|---|---|
| Densité (g/cm³) | 8.94 | 8.94 |
| Point de fusion (Liquidus) | 1150 degrés | 1150 degrés |
| Conductivité thermique (W/m·K) | 40 | 40 |
| Conductivité électrique (% SIGC) | 9.1 | 9.1 |
| Module d'élasticité (GPa) | 140 | 140 |
Propriétés de fabrication
| Propriété | UNS C70600 | UNS C71500 |
|---|---|---|
| Ouvrabilité à froid | Excellent | Excellent |
| Ouvrabilité à chaud | Bien | Bien |
| Soudage (GTAW/TIG) | Excellent | Excellent |
| Soudure | Excellent | Excellent |
| Brasage | Bien | Bien |
| Température de recuit (degré) | 700 - 825 | 700 - 825 |
| Température de fonctionnement à chaud (degrés) | 850 - 950 | 850 - 950 |
Formulaires de produits disponibles
| Formulaire de produit | C70600 | C71500 |
|---|---|---|
| Tuyau/Tube sans soudure | ✓ | ✓ |
| Tuyau/Tube soudé | ✓ | ✓ |
| Plaque / Feuille | ✓ | ✓ |
| Barre / Tige | ✓ | ✓ |
| Brides (tous types) | ✓ | ✓ |
| Raccords (coudes, tés, réducteurs) | ✓ | ✓ |
| Pièces forgées | ✓ | ✓ |
Normes applicables
| Standard | C70600 | C71500 |
|---|---|---|
| ASTM B111 | ✓ (Tubes du condensateur) | ✓ (Tubes du condensateur) |
| ASTMB466 | ✓ (Tuyau sans soudure) | ✓ (Tuyau sans soudure) |
| ASME SB111 | ✓ | ✓ |
| ASME SB466 | ✓ | ✓ |
| EN 12451 | CuNi10Fe1Mn | CuNi30Fe1Mn |
FAQ
1. Quelle est la principale différence entre UNS C70600 et UNS C71500 ?
La principale différence entreUNS C70600etUNS C71500est la teneur en nickel.UNS C70600 (cuivre-nickel 90/10)contient 9 à 11 % de nickel, tandis queUNS C71500 (cuivre-nickel 70/30)contient 29 à 33 % de nickel, ce qui confère au C71500 une résistance supérieure et une résistance supérieure à la corrosion.
2. Quel alliage a la meilleure résistance à la corrosion : C70600 ou C71500 ?
UNS C71500offre une résistance à la corrosion supérieure à celle du C70600, en particulier dans les environnements d'eau de mer à haute vitesse-ou là où l'érosion et l'impaction sont préoccupants.
3. Le C70600 est-il plus facile à usiner que le C71500 ?
Les deux alliages ont le mêmeindice d'usinabilité de 20 % du laiton de décolletage-. Cependant, le C71500 est légèrement plus dur en raison de sa teneur plus élevée en nickel et peut nécessiter un outillage plus puissant.
4. Quelle est la densité du C71500 par rapport au C70600 ?
Les deuxdensité c71500et la densité C70600 sont8,94 g/cm³. Cela signifie que les calculs de poids pour des dimensions équivalentes sont les mêmes pour les deux alliages.
5. Quel alliage est le plus cher : C70600 ou C71500 ?
UNS C71500est généralement plus cher que le C70600 en raison de sa teneur plus élevée en nickel (29-33 % contre 9-11 %).
6. Les tubes ASTM B111 C70600 peuvent-ils être utilisés dans l'eau de mer à haute vitesse ?
PourASTM B111 C70600tubes, la vitesse maximale de conception est de 3,6 m/s. Pour des vitesses supérieures à cela,C71500est recommandé.
7. Quelle méthode de soudage est recommandée pour le C70600 et le C71500 ?
Soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW/TIG)avec du métal d'apport ERCuNi (AWS A5.7) est recommandé pour les deuxC70600etMatériau C71500.
8. Quel alliage a la meilleure résistance au biosalissure : 90/10 ou 70/30 ?
Cuivre-nickel 90/10 (C70600)a une résistance au biosalissure légèrement supérieure à celle du cuivre-nickel 70/30 (C71500).
9. Les tubes sb111 c71500 conviennent-ils aux usines de dessalement ?
Oui.sb111 c71500Les tubes sont utilisés dans les usines de dessalement, en particulier pour la section de récupération de chaleur des unités flash à plusieurs étages (MSF).
Détection
| Méthode d'inspection | Norme / Objectif |
|---|---|
| Tests par courants de Foucault | ASTM E243 - Détecte les défauts dans les tubes non-ferromagnétiques |
| Essai hydrostatique | Vérification de l'intégrité de la pression |
| Tests par ultrasons | Mesure d'épaisseur de paroi |
| Analyse chimique | Le spectromètre - vérifiecomposition chimique c71500ou composition C70600 |
| Tests mécaniques | Essais de traction, dureté, aplatissement, dilatation |
| Test d'aplatissement | Requis pour les deux alliages selon ASTM B111 |
| Test d'expansion | 30 % à 60 degrés (après recuit) |
Conditionnement
| Article | Méthode |
|---|---|
| Tubes de petit diamètre (inférieur ou égal à 12 pouces) | Papier imperméable + sac plastique + caisse en bois |
| Large diameter pipes (>12 pouces) | Embouts en plastique + faisceaux de bandes d'acier + palettes en bois |
| Brides et raccords | Huile antirouille-+ film plastique + carton + caisse en bois |
| Marquage | Grade (C70600/C71500), taille, programme, numéro de coulée, norme (ASTM B111 / ASME SB466) |
Équipement d'usine
| Équipement | Objectif de la production de cuivre et de nickel |
|---|---|
| Four de fusion à induction | Contrôle précis decomposition chimique c71500et composition C70600 |
| Machine de coulée continue | Production de billettes |
| Presse à extrusion | Formation de coquilles creuses |
| Moulin à pèlerins à froid | Réduction du diamètre du tube |
| Banc de tirage | Dimensionnement final et finition de surface |
| Four de recuit | Soulagement des contraintes (700-825 degrés pour les deux alliages) |
| Machine à lisser | Précision dimensionnelle |
| Centre d'usinage CNC | Production de brides et de raccords |
| Équipement CND | Tests par courants de Foucault et ultrasons |
Certificats
