کاپرنیکل چیست؟
کاپرنیکل به گروهی از آلیاژهای مس-نیکل اطلاق می شود که به دلیل خواص مقاومت در برابر خوردگی در محیط های آب شور استفاده می شود. رایج ترین آلیاژهای مس نیکل عبارتند از: ۹۰/۱۰ کاپرنیکل (مس-نیکل-آهن) یا ۷۰/۳۰ کاپرنیکل (مس-نیکل-آهن) این آلیاژها خواص کاری خوبی دارند، به راحتی قابل جوش هستند و به خوردگی تنشی حساس نیستند. کاپرنیکل همچنین در برابر رسوب زیستی، خوردگی شیاری، ترک خوردگی ناشی از استرس و تردی هیدروژنی مقاوم است. تفاوت های جزئی در مقاومت در برابر خوردگی و استحکام معمولاً تعیین می کند که کدام درجه آلیاژ برای یک کاربرد خاص استفاده می شود.
تاریخچه کاپرنیکل
تاریخچه کاپرنیکل به بیش از هزار سال پیش بر می گردد. اولین استفاده شناخته شده از آن در چین در حدود ۳۰۰ سال قبل از میلاد مسیح بوده است. متون مکتوب چینی فرآیند ساخت “مس سفید” را توصیف می کنند که شامل حرارت دادن و مخلوط کردن مس، نیکل و نیترات پتاسیم بود. تاریخچه کاپرنیکل نشان می دهد که از این الیاژ برای ساخت سکه های یونانی استفاده می شده است. بعدها “کشف مجدد” کاپرنیکل توسط اروپایی ها با ازمایشات کیمیاگری همراه شد. ضرابخانه امریکا، پس از دوران جنگ داخلی از این آلیاژ برای ساخت قطعات سه سنتی و پنج سنتی استفاده می کرد. سکه ها قبلا از نقره ساخته می شدند که این فلز در دوران جنگ کمیاب شد.در چندین دهه گذشته، روکش یا پوشش روی قطعات ربع سکه و سکه های ۵۰ سنتی آمریکایی از مس نیکل ساخته شده است. سکه های زیادی در گردش هستند، اگر چه بخشی از آن ممکن است در حال حاضر در بازار وجود نداشته باشند، که یا از کاپرنیکل در ترکیب آن استفاده می شود و یا از کاپرنیکل ساخته شده اند. بعنوان مثال فرانک سوئیس، قطعات ۵۰۰ و ۱۰۰ وون در کره جنوبی و نیکل جفرسون آمریکایی.
مقاومت Copper-Nickel در برابر خوردگی
کاپرنیکل به طور طبیعی در برابر خوردگی در آب دریا مقاوم است و همین ویژگی، این آلیاژ را به یک فلز ارزشمند تبدیل کرده است. مقاومت کاپرنیکل در برابر خوردگی در اب دریا به علت خنثی بودن پتانسل الکترود این الیاژ در چنین محیطی می باشد. در نتیجه، هنگامی که در مجاورت سایر فلزات در یک الکترولیت قرار می گیرد، سلول های الکترولیتی، که عامل اصلی خوردگی گالوانیکی است، تشکیل نمی دهد. مس همچنین هنگام قرار گرفتن در معرض آب دریا به طور معمول یک لایه اکسید محافظ بر روی سطح خود تشکیل می دهد که از فلز در برابر تخریب شدن محافظت می کند.
کاربردهای الیاژ کاپرنیکل
لوله کاپرنیکل نوعی مواد لوله کشی است که از ترکیب مس و نیکل ساخته شده است. به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی و مقاومت در برابر دمای بالا معمولاً در سیستم های لوله کشی و گرمایش استفاده می شود. از دیگر کاربردهای الیاژ کاپرنیکل استفاده از این الیاژ در صنایع مادر نظیر پتروشیمی ها، پالایشگاه ها، کشتی رانی ها و بخش های صنعتی و مسکونی و تجاری می باشد. لوله های کاپرنیکل به دلیل دوام و طول عمر خود شناخته شده اند و برای کاربردهای مسکونی و صنعتی مناسب هستند. علاوه بر این، لوله‌های مسی نیکل دارای رسانایی حرارتی و خواص مکانیکی خوبی هستند که آنها را برای حمل سیالات و گازها ایده آل می‌کند. آنها در اندازه ها و ضخامت های مختلف برای مطابقت با نیازهای مختلف لوله در دسترس هستند.
به طور کلی، بازار فروش کاپرنیکل بسیار گسترده است و طیف وسیعی از صنایع را در بر می گیرد که مقاومت در برابر خوردگی، هدایت حرارتی و قابلیت اطمینان بسیار مهم هستند. افزایش تقاضا برای مس نیکل در این صنایع باعث رشد بازار آن می شود. در ادامه به بررسی برخی کاربردهای الیاژ کاپرنیکل خواهیم پرداخت.
نیپل های لوله
آلیاژهای Copper-Nickel معمولاً در نیپل های لوله استفاده می‌شوند، به ویژه در صنایعی که مقاومت در برابر خوردگی بسیار مهم است. آنها اغلب در سیستم های لوله کشی که سیالات خورنده مانند آب دریا یا آب شور را انتقال می دهند، استفاده می شوند. نیپل های لوله کاپرنیکل مقاومت بالایی در برابر خوردگی و رسوب زیستی دارند و آنها را برای محیط های دریایی و سایر شرایط سخت مناسب می کند.
لوپ های خنک کننده
آلیاژهای کاپرنیکل در حلقه های خنک کننده، به ویژه در صنایعی مانند تولید برق، فرآوری شیمیایی و پالایش نفت استفاده می شوند. این آلیاژها مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی و رسوب زیستی از خود نشان می دهند و برای استفاده در سیستم های خنک کننده ای که آب دریا یا آب شور را به گردش در می آورند، ایده آل هستند. آنها به حفظ کارایی و طول عمر تجهیزات خنک کننده کمک می کنند و در عین حال خطر خرابی های مرتبط با خوردگی را کاهش می دهند.
سخت افزار دریایی
آلیاژهای Copper-Nickel به دلیل مقاومت در برابر خوردگی در آب دریا کاربرد وسیعی در سخت افزارهای دریایی پیدا می کنند. آنها در کاربردهای مختلف دریایی، از جمله کشتی سازی، سازه های دریایی و تجهیزات زیر آب به کار می روند. نمونه هایی از سخت افزارهای دریایی ساخته شده از آلیاژهای مس نیکل عبارتند از: پروانه ها، دریچه های آب دریا، اتصالات، پمپ ها و مبدل های حرارتی.
نمک زدایی
آلیاژهای کاپرنیکل برای کارخانه های نمک زدایی مناسب هستند، جایی که از آنها در ساخت اواپراتورها، کندانسورها و مبدل های حرارتی استفاده می شود. نمک زدایی شامل حذف نمک و سایر ناخالصی ها از آب دریا برای به دست آوردن آب شیرین است. آلیاژهای کاپرنیکل مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی آب دریا دارند و می توانند در برابر شوری بالا و شرایط تهاجمی که در فرآیندهای نمک زدایی با آن مواجه می شوند مقاومت کنند.
سیستم های لوله کشی آب دریا
آلیاژهای کاپرنیکل به طور گسترده در سیستم های لوله کشی آب دریا، به ویژه برای انتقال آب دریا یا آب شور خورنده استفاده می شود. آنها در طیف وسیعی از کاربردها از جمله: سیستم های ورودی آب دریا، سیستم های خنک کننده آب و سیستم های حفاظت در برابر آتش استفاده می شوند. لوله ها و اتصالات مس نیکل مقاومت بالایی در برابر خوردگی، فرسایش و رسوب زیستی دارند و دوام و قابلیت اطمینان زیرساخت لوله کشی را تضمین می کنند.
مبدل های حرارتی
کاپرنیکل اغلب در مبدل های حرارتی استفاده می شود زیرا رسانایی حرارتی بالاتری نسبت به سایر فلزات دارد. این می تواند گرما را با کارایی بیشتری انتقال دهد و برای کاربردهایی که نیاز به حرکت سریع و کارآمد دارند ایده آل است. چه از رادیاتور ماشین استفاده کنید یا از سیستم گرمایش خانه، احتمال زیادی وجود دارد که حاوی مس نیکل باشد تا به انتقال گرما کمک کند.
ایا الیاژ کاپرنیکل دچار زنگ زدگی می شود؟
خیر، آلیاژهای کاپرنیکل زنگ نمی‌زنند زیرا آهن یا فولاد نیستند و این اصطلاح فقط برای آلیاژهای پایه آهن به کار می‌رود. فولادهای کربنی ساده، اکسید چسبنده ندارند که پتانسیل مقاومت در برابر خوردگی آنها را به شدت محدود می کند. از طرف دیگر آلیاژهای کاپرنیکل دارای یک اکسید محافظ و چسبنده محکم هستند. در نتیجه، آنها برای کاربردهایی که دوام طولانی مدت دارند، از جمله ساخت خطوط لوله آب شور و کشتی های دریایی، مناسب هستند.
مزایای آلیاژهای کاپرنیکل چیست؟
آلیاژهای کاپرنیکل دارای چندین مزیت هستند که آنها را در کاربردهای متعدد ارزشمند می کند. برخی از مزایای آلیاژهای کاپرنیکل در زیر ذکر شده است:
دارای مقاومت استثنایی در برابر خوردگی، به ویژه در محیط های دریایی و آب دریا.
آلیاژهای کاپرنیکل پایداری حرارتی بالایی دارند و به آنها امکان می دهد خواص مکانیکی خود را حفظ کرده و در برابر تخریب در دماهای بالا مقاومت کنند. آنها می توانند چرخه حرارتی را تحمل کنند و مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون از خود نشان دهند.
می توان با تنظیم ترکیب و نسبت مس، نیکل و سایر عناصر آلیاژی برای برآوردن نیازهای خاص طراحی کرد.
سهولت در استفاده از از تکنیک های رایج مانند جوشکاری و لحیم کاری ساخته برای اتصال ان از دیگر مزایای آلیاژهای کاپرنیکل می باشد.
مقاومت در برابر رسوب زیستی، تجمع ارگانیسم ها در سطوح غوطه ور، که در محیط های دریایی سودمند است.
مقاومت در برابر خوردگی، استحکام، شکل‌پذیری و دوام آلیاژهای CuNi در طیف وسیعی از محیط‌ها به عمر طولانی و نیازهای تعمیر و نگهداری کم کمک می‌کند.
آنها به خاطر قابلیت بازیافت خود شناخته شده اند و آنها را به گزینه های سازگار با محیط زیست تبدیل می کند.
جوشکاری کاپرنیکل (Copernicus)
جوشکاری کاپرنیکل به راحتی با تمام فرآیندهای معمولی قابل انجام است و از آنجایی که ساختار متالورژیکی ساده ای دارند، نیازی به عملیات حرارتی پیش و پس از جوشکاری ندارند. با این حال، ضروری است که الزامات آماده سازی جوشکاری کاپرنیکل ، به ویژه تمیزی، به دقت رعایت شود و جوشکاران دوره ای از آشنایی با ویژگی های خاص این آلیاژها را بگذرانند تا با مشکل مواجه نشوند. جوشکاری اتوماتیک، از جمله جوشکاری اوربیتال لوله نیز ممکن است مناسب باشد. از آنجایی که کاربرد غالب مس- نیکل به شکل لوله های دیواره نسبتاً نازک است، به طور معمول از فرآیند جوشکاری گاز بی اثر تنگستن برای اتصال قطعات لوله و هم برای متصل کردن فلنج ها و اتصالات استفاده می شود. از رایج ترین فرآیندهای جوشکاری کاپرنیکل، جوشکاری قوس فلزی دستی با استفاده از الکترودهای چوبی با پوشش شار است. این فرآیند برای جوشکاری آلیاژهای کاپرنیکل کاملاً مناسب است و مزیت آن استفاده از تجهیزات ارزان هست. برای موارد ضخیم تر، بالای ۶ میلی متر، می توان قبل از تکمیل جوشکاری قوسی فلز پوشش‌دار از فرآیند جوشکاری گاز بی اثر تنگستن برای ریشه جوشکاری استفاده کرد. پ
ضایعات کاپرنیکل
ضایعات کاپرنیکل عمدتاً از فرآیندهای تولیدی مانند ریخته‌گری، نورد و ماشین‌کاری سرچشمه می‌گیرند. ضایعات کاپرنیکل می تواند شامل براده های فلزی اضافی، مواد ضایعاتی، روان کننده ها و محصولات جانبی ناشی از فرایندهای شیمیایی مانند اسیدشویی یا آبکاری باشد. وقتی صحبت از استفاده به میان می‌آید، ضایعات کاپرنیکل می‌تواند از پایان چرخه عمر محصول ناشی شود. به عنوان مثال، اگر لوله ها یا اتصالات مسی نیکل تعویض یا آسیب دیده باشند، ممکن است لازم باشد آنها را دور بیندازید. علاوه بر این، محصولات کاپرنیکل ممکن است به دلیل تغییر در طراحی، پیشرفت های تکنولوژیکی یا نوسازی منسوخ شده و منجر به ضایعات شوند. دفع و مدیریت ضایعات کاپرنیکل باید به طور مسئولانه انجام شود تا اثرات زیست محیطی به حداقل برسد. بازیافت روش اولیه ای است که برای مدیریت موثر این زباله ها به کار می رود.
خرید کاپرنیکل
هنگام خرید کاپرنیکل، که همچنین به عنوان آلیاژ مس نیکل شناخته می شود، باید چند فاکتور مهم را در نظر گرفت. در اینجا چند توصیه وجود دارد که به شما در تصمیم گیری آگاهانه برای خرید کاپرنیکل کمک خواهد کرد:
قبل از خرید کاپرنیکل، نیازهای خاص خود را تعیین کنید: کاپرنیکل عمدتاً در صنایع مختلف از جمله تجهیزات دریایی، تولید برق و تجهیزات الکتریکی استفاده می شود. نیازهای خاص خود را مشخص کنید، مانند ضخامت، ابعاد و ترکیب آلیاژ مورد نیاز، زیرا این به شما کمک می کند تا گزینه های خود را محدود کنید.
کیفیت و گواهینامه: به دنبال تامین کنندگان و تولید کنندگان معتبری باشید که محصولات کاپرنیکل با کیفیت بالا را ارائه می دهند. بررسی کنید که آیا فرآیندهای تولید آنها مطابق با استانداردهای بین المللی مانند ISO یا ASTM است. علاوه بر این، اطمینان حاصل کنید که آلیاژ کاپرنیکل برای خواص و کاربردهای خاص آن، مانند مقاومت در برابر خوردگی یا هدایت الکتریکی، آزمایش و تایید شده است.
قیمت کاپرنیکل
قیمت آلیاژهای کاپرنیکل به دلیل عوامل مختلفی از جمله تغییر در هزینه های تولید، تغییرات عرضه و تقاضا و شرایط اقتصادی جهانی می تواند تغییر کند. قیمت آلیاژهای مس و نیکل تحت تأثیر قیمت مس و نیکل است، زیرا کاپرنیکل ترکیبی از این دو فلز است. قیمت مس و نیکل بسیار نوسان است و به دلیل عواملی مانند تنش های ژئوپلیتیکی، سطح تولید معدن و تغییرات در رشد اقتصاد جهانی می تواند روزانه در نوسان باشد. علاوه بر این، تغییرات در تقاضا از سوی صنایع مختلف مانند برق و الکترونیک، خودروسازی و ساخت و ساز نیز می تواند بر قیمت آلیاژ مسی تاثیر بگذارد. نرخ ارز نیز می تواند بر قیمت آلیاژهای کاپرنیکل تأثیر بگذارد، به خصوص اگر نوسانات قابل توجهی در ارزش ارزهای اصلی معاملاتی وجود داشته باشد. به طور کلی، قیمت‌های آلیاژ کاپرنیکل می‌تواند در معرض تغییرات مکرر باشد، و برای خریداران و فروشندگان مهم است که از روند بازار و عواملی که ممکن است بر قیمت‌ها تأثیر بگذارند، به روز بمانند.
