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1उच्च तापमान वातावरण में प्रदर्शन की सीमाएं
बढ़ते तापमान के साथ शक्ति में काफी कमी आती है:तांबा-निकल मिश्र धातुओं (जैसे Cu-Ni 70/30) में तन्यता शक्ति में 450 MPa से 300 MPa से कम तक की कमी होती है जब तापमान 300°C से अधिक होता हैइसके विपरीत, निकेल आधारित मिश्र धातुओं (जैसे इनकोनेल 625) का उपयोग 650°C पर लंबे समय तक किया जा सकता है।उच्च तापमान वाले भाप पाइपलाइनों में तांबे-निकल फ्लैंग्स के अनुप्रयोग को सीमित करने के बारे में, रिफाइनरी हीटर, और इसी तरह के परिदृश्य।
उच्च तापमान ऑक्सीकरण और जिंक लिकिंग जोखिमः तांबा-निकल मिश्र धातु 400 डिग्री सेल्सियस से अधिक वायुमंडलीय परिस्थितियों में तांबा ऑक्साइड (CuO) की ढीली परत बनाते हैं, जिससे सतह जंग होती है।तांबा-निकल मिश्र धातुओं में जस्ता होता है (जैसे कुछ संशोधित Cu-Ni-Zn मिश्र धातु) उच्च तापमान पर जस्ता लिकिंग जंग से गुजर सकते हैंइसके विपरीत, 310S स्टेनलेस स्टील (उच्च तापमान प्रतिरोध 1150°C के साथ) ऐसे वातावरण में महत्वपूर्ण फायदे प्रदान करता है।
II. आरंभिक लागत और संसाधनों की कमी
सामग्री की लागत साधारण धातु की तुलना में काफी अधिक है:तांबा-निकेल मिश्र धातुओं (जैसे Cu-Ni 90/10) की लागत कार्बन स्टील की तुलना में लगभग 5 ¢ 8 गुना और 304 स्टेनलेस स्टील की तुलना में 3 ¢ 4 गुना हैउदाहरण के तौर पर DN100 PN16 फ्लैंज को लेते हुए, तांबे-निकल फ्लैंज की इकाई कीमत लगभग 2,000 युआन है, जबकि कार्बन स्टील फ्लैंज की कीमत केवल 300 युआन है।बजट-संवेदनशील परियोजनाओं के लिए प्रारंभिक खरीद लागतों पर दबाव डालना.
तांबे के संसाधनों की कमी और कीमतों में उतार-चढ़ावः एक रणनीतिक संसाधन के रूप में, तांबा वैश्विक आपूर्ति और मांग की गतिशीलता के कारण महत्वपूर्ण मूल्य उतार-चढ़ाव के अधीन है (पिछले पांच वर्षों में,लंदन मेटल एक्सचेंज पर तांबे की कीमतों में 25 से 25 प्रतिशत के बीच उतार-चढ़ाव हुआ है।, 000 और 100,000 युआन प्रति टन) जो परियोजना लागतों को अनियंत्रित कर सकता है; इसके विपरीत,कार्बन स्टील और स्टेनलेस स्टील जैसी सामग्रियों की आपूर्ति श्रृंखला अधिक स्थिर होती है और कीमतों में कम उतार-चढ़ाव होता है।.
III. विशिष्ट मीडिया में संक्षारण प्रतिरोध की कमी
मजबूत एसिड और मजबूत क्षारीय वातावरण में अपर्याप्त संक्षारण प्रतिरोधः तांबा-निकल मिश्र धातु पतले सल्फ़्यूरिक एसिड (> 5%), नाइट्रिक एसिड (> 10%) में तेजी से संक्षारण के अधीन हैं,या ज्वलनशील क्षार (pH > 12)उदाहरण के लिए, रासायनिक उद्योग में एसिड-बेस तटस्थता इकाइयों में, 316L स्टेनलेस स्टील (नाइट्रिक एसिड प्रतिरोधी) या हैस्टेलॉय (सल्फ्यूरिक एसिड प्रतिरोधी) अधिक उपयुक्त हैं,जबकि तांबे-निकेल flanges महीनों के भीतर छिद्रण विकसित कर सकते हैं.
अमोनिया के संक्षारण के प्रति कम प्रतिरोधः तांबा-निकल मिश्र धातुओं को अमोनिया गैस (NH3) या अमोनिया लवण के संपर्क में आने पर तनाव संक्षारण क्रैकिंग (SCC) से गुजरना पड़ता है।और शीत भंडारण सुविधाओं में अमोनिया संश्लेषण संयंत्रों और प्रशीतन प्रणालियों में निषिद्ध हैंइसके विपरीत, कार्बन स्टील और एल्यूमीनियम कांस्य के फ्लैंग्स का उपयोग अमोनिया युक्त वातावरण में सुरक्षित रूप से किया जा सकता है।
4अत्यधिक परिस्थितियों में अपर्याप्त यांत्रिक गुण
उच्च दबाव की स्थितियों में शक्ति की सीमाएँःतांबा-निकल मिश्र धातुओं (लगभग 150-250 एमपीए) की प्रतिफल शक्ति डुप्लेक्स स्टील (अधिक 450 एमपीए) और निकल आधारित मिश्र धातुओं (अधिक 500 एमपीए) की तुलना में कम हैउच्च-दबाव पाइपलाइनों में (उदाहरण के लिए, 10 एमपीए या अधिक पर प्राकृतिक गैस के संचरण), तांबे-निकल फ्लैंग्स को ताकत की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए दीवार मोटाई में वृद्धि की आवश्यकता होती है।जिससे वजन और लागत में और वृद्धि होती है, जबकि डुप्लेक्स स्टील फ्लैंग्स सामग्री की ताकत के फायदे के कारण आयामों को कम कर सकते हैं।
कम तापमान की कठोरता की सीमाएं: यद्यपि तांबा-निकल मिश्र धातु -196°C (एलएनजी तापमान) पर कठोरता बनाए रखते हैं, लेकिन कम तापमान पर उनकी टक्कर की कठोरता कम हो जाती है (जैसे,-269°C तरल हीलियम वातावरण में)निकेल आधारित मिश्र धातुओं (जैसे, इनकोनेल 625) -270°C पर प्रदर्शन बनाए रखते हैं और अत्यधिक निम्न तापमान अनुसंधान सुविधाओं के लिए अधिक उपयुक्त हैं।
5प्रसंस्करण और रखरखाव के लिए विशेष आवश्यकताएं
वेल्डिंग प्रक्रिया में वेल्डिंग सामग्री के साथ उच्च संगतता की आवश्यकता होती है: तांबा-निकल मिश्र धातुओं को वेल्डिंग करते समय, विशेष तांबा-निकल वेल्डिंग तार (जैसे ERCuNi) का उपयोग किया जाना चाहिए।यदि गलत तरीके से स्टेनलेस स्टील वेल्डिंग सामग्री का उपयोग किया जाता हैइसके विपरीत, कार्बन स्टील के फ्लैंग्स को मानक E43 इलेक्ट्रोड का उपयोग करके वेल्डेड किया जा सकता है,जिनकी प्रक्रियाओं की आवश्यकताएं कम हैं.
सतह उपचार और सफाई की लागत: तांबे-निकल फ्लैंग्स को संक्षारण प्रतिरोध बढ़ाने के लिए प्रसंस्करण के बाद निष्क्रिय उपचार की आवश्यकता होती है, जबकि स्टेनलेस स्टील फ्लैंग्स का सीधे उपयोग किया जा सकता है।सल्फर युक्त तेल और गैस वातावरण में, तांबा-निकल सतहों पर काले तांबा सल्फाइड (CuS) का गठन हो सकता है, जो आधार सामग्री को प्रभावित नहीं करता है, लेकिन नियमित यांत्रिक सफाई की आवश्यकता होती है, जिससे रखरखाव कार्यभार बढ़ जाता है।
6वजन और स्थापना की सीमाएं
उच्च घनत्व से स्थापना भार दबाव होता हैः तांबा-निकल मिश्र धातु का घनत्व लगभग 8.9 g/cm3 है, जो कार्बन स्टील (7.8 g/cm3) का 1.14 गुना है और 3.एल्यूमीनियम मिश्र धातु की तुलना में 3 गुना (2बड़े पैमाने पर अपतटीय पाइपलाइनों या ऊंचे पाइप रैक में, तांबे-निकल फ्लैंग्स के उपयोग के लिए समर्थन संरचनाओं के अतिरिक्त सुदृढीकरण की आवश्यकता हो सकती है, जिससे इंजीनियरिंग लागत बढ़ जाती है।
असमान धातुओं को जोड़ते समय गैल्वानिक संक्षारण का जोखिमः जब तांबा-निकल मिश्र धातुएं कार्बन स्टील या एल्यूमीनियम जैसी धातुओं के प्रत्यक्ष संपर्क में आती हैं, तो एक इलेक्ट्रोलाइट (जैसे,समुद्री जल) एक गैल्वानिक युग्म बना सकता हैउदाहरण के लिए, जब एक तांबा-निकल फ्लैंज को कार्बन स्टील पाइपलाइन से जोड़ते हैं, तो यह एक कैथोड के रूप में कार्य करता है और असमान धातु के संक्षारण को तेज करता है।इन्सुलेटिंग गास्केट लगाना चाहिए या त्याग एनोड सुरक्षा का उपयोग करना चाहिए।, स्थापना की जटिलता बढ़ रही है।
7पर्यावरणीय और विशेष परिदृश्य प्रतिबंध
तांबे के आयनों की रिहाई से संबंधित पारिस्थितिक संवेदनशीलता के मुद्दे: तांबे के आयनों की एकाग्रता के लिए सख्त आवश्यकताओं वाले परिदृश्यों में (उदाहरण के लिए, यूरोपीय संघ के पेयजल मानकों में Cu < 2 mg/L की आवश्यकता होती है),जैसे मीठे पानी के मछली पालन और पीने के पानी के उपचार, तांबे-निकल फ्लैंग्स की तांबे के आयनों की रिहाई दर (लगभग 0.05 ~ 0.1 मिलीग्राम / एल लंबे समय तक विसर्जन के बाद) मानकों को पूरा करती है।.जी., पीवीडीएफ प्लास्टिक फ्लैंज) संभावित जोखिमों से बचने के लिए।
चुंबकीय पारगम्यता विशेष उपकरणों के संचालन को प्रभावित करती है: तांबा-निकल मिश्र धातुओं में चुंबकीय पारगम्यता 1 के करीब होती है (कम चुंबकीय गुण),लेकिन गैर चुंबकीय सामग्री की आवश्यकता के परिदृश्यों में, जैसे कि सटीक चुंबकीय द्रव सील और सुपरकंडक्टिंग चुंबक, ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील (चुंबकीय पारगम्यता ≈ 1) या टाइटेनियम मिश्र धातु (गैर चुंबकीय) का उपयोग किया जाना चाहिए,और तांबे-निकल फ्लैंग्स इन आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकते.
सारांश
तांबे-निकल फ्लैंग्स का अंतर्निहित नुकसान यह है कि वे संक्षारण प्रतिरोध और यांत्रिक गुणों के बीच संतुलन से परे परिदृश्यों के लिए उनकी सीमित उपयुक्तता में निहित हैंःकठोर परिस्थितियों में जैसे उच्च तापमान में, मजबूत एसिड, उच्च दबाव, या अत्यंत कम तापमान, उनके प्रदर्शन निकल आधारित मिश्र धातुओं, डुप्लेक्स स्टील्स और अन्य सामग्रियों से अधिक है।हल्के अनुप्रयोग, या विशेष माध्यमों (जैसे अमोनिया, मजबूत एसिड या क्षार), कार्बन स्टील, स्टेनलेस स्टील या गैर-धातु सामग्री से जुड़े वातावरण अधिक लाभ प्रदान करते हैं।यह आवश्यक है कि ऑपरेटिंग परिस्थितियों की संक्षारकता पर विचार किया जाए, तापमान और दबाव मापदंड, बजट और समयरेखा, साथ ही पर्यावरण आवश्यकताएं।तांबे-निकल फ्लैंग्स के ′′जंग प्रतिरोधक लाभों ′′ और ′′अनुप्रयोग की सीमाओं ′′ के बीच संतुलन बनाना होगा।यदि आवश्यक हो, तो किसी भी कमी को दूर करने के लिए मिश्रित समाधानों (जैसे तांबे-निकल फ्लैंग्स को जंग प्रतिरोधी कोटिंग के साथ संयुक्त) का उपयोग किया जा सकता है।