Comment les propriétés uniques du cupronickel résistent à la corrosion marine et à la chasse à la volaille

Un alliage de cupronickel contient du cuivre et du nickel ainsi que du fer, de l'aluminium, du manganèse, de l'étain, du niobium ou du chrome, selon la qualité. L'excellente résistance à la corrosion par l'eau du cuivre, lorsqu'il est combiné avec du nickel, améliore la résistance et la durabilité des alliages cupronickel. La résistance à la corrosion en eau salée est le principal avantage de ces superalliages, ce qui les rend hautement préférables pour les applications marines.

Ci-dessous, nous discutons de certaines des propriétés uniques du cupronickel et de leurs applications dans diverses industries.

Propriétés uniques du cupronickel

Cupronickel est un nom générique pour les alliages de cuivre-nickel (Cu-Ni) qui ont généralement une répartition de concentration de 90/10 Cu-Ni ou 70/30 Cu-Ni. Ces superalliages présentent un faible coefficient thermique, ce qui signifie une résistance électrique constante à différentes températures. Le nickel contenu dans l'alliage conserve une résistance mécanique élevée même à des températures élevées.

Examinons de plus près d'autres propriétés uniques du cupronickel et comment elles sont utilisées dans diverses applications industrielles.

Résistance à la corrosion

Les alliages de cupronickel sont connus pour leur résistance à la corrosion aux gaz tels que l'oxygène, le dioxyde de carbone, le chlorure d'hydrogène, le chlore, le dioxyde de soufre et le fluorure d'hydrogène ainsi qu'aux acides non oxydants, aux alcalis et aux solutions salines. La haute résistance à la corrosion peut être attribuée au revêtement protecteur stable sur la surface dû au métal d'alliage. Il n'y a aucun risque potentiel de fissuration par corrosion sous contrainte avec les alliages de cupronickel.

Les alliages de cupronickel avec 10 à 30 % de nickel ont une bonne résistance même à l'eau de mer chaude à des débits élevés. La teneur en fer de l'alliage améliore l'adhérence des revêtements protecteurs contre l'érosion dans les eaux de mer, saumâtres et minières. La propriété de résistance à la corrosion des alliages de cupronickel les rend hautement préférables pour les systèmes de condenseur d'eau de mer, les usines de dessalement, les tuyauteries pour les usines chimiques, la production pétrolière et gazière offshore et les applications de navigation commerciale.

Encrassement biologique

L'encrassement biologique fait référence à l'adhésion d'algues visqueuses, de balanes, de mousses de mer, d'huîtres et de moules à la surface des structures marines. Une telle adhérence, lorsqu'elle traîne sur les structures, bloque l'intérieur des tuyauteries et des condenseurs et augmente les charges, impactant négativement les performances du système. L'aluminium, l'acier, le titane, le béton et les polymères sont sujets à l'encrassement et nécessitent un nettoyage coûteux et l'application de revêtements antisalissures.

Les films protecteurs complexes formés à la surface des alliages cuivre-nickel résistent au macroencrassement. Même si des conditions calmes prolongées conduisent à la colonisation d'herbes et de coquillages sur la surface de l'alliage, les organismes sont lâchement attachés et peuvent être facilement éliminés. La résistance à l'encrassement biologique est l'une des propriétés uniques du cupronickel qui le rend approprié pour les canalisations d'eau de mer, les coques de bateaux, les boîtes à eau, les structures de revêtement, les grilles d'admission, les revêtements de pilotis et les cages grillagées pour la pisciculture.

Propriétés mécaniques

Les alliages de cupronickel présentent une bonne résistance à la traction et une excellente ductilité lorsqu'ils sont recuits. Lorsque de l'aluminium ou de l'étain est ajouté à la composition, les alliages de cupronickel peuvent atteindre des résistances élevées correspondant à celles de l'acier au carbone. Un alliage Cu-Ni 90/10 a une résistance à la traction de 300 N/mm2 avec un allongement de 30 %.

A basse température, les alliages cuivre-nickel ne présentent pas de fragilisation. Bien que la résistance à la traction de l'alliage diminue à basse température, il ne présente pas de réduction marquée de l'allongement, ce qui le rend très adapté aux applications d'ingénierie cryogénique. À des températures élevées, les alliages de cupronickel contenant du fer présentent des propriétés mécaniques améliorées et sont utilisés pour la construction d'appareils sous pression à des températures allant jusqu'à 572 °F.

Propriétés physiques

La densité du cupronickel est de 8,9 kg/dm3; cependant, plus l'alliage contient de nickel, plus la densité peut varier. La teneur en nickel affecte également la couleur des alliages de cupronickel. Au fur et à mesure que le nickel est ajouté, la couleur du cuivre devient plus claire; par exemple, la composition d'alliage avec 15 % de nickel est de couleur presque blanc argenté. L'éclat et la pureté de la couleur augmentent avec la teneur en nickel.

La résistivité électrique des alliages Cu-Ni augmente également fortement avec la teneur en nickel, et c'est pourquoi les alliages de cupronickel sont utilisés pour les fils de résistance dans les résistances de haute précision. Le pouvoir thermoélectrique élevé des alliages cupronickel est remarquable. Une teneur en nickel de 45 % dans l'alliage développe un champ électromagnétique élevé et uniforme, ce qui le rend approprié pour une utilisation dans les thermocouples.

Propriétés antimicrobiennes

Les alliages de cupronickel sont intrinsèquement microbiens. Les agents pathogènes peuvent être éliminés en nettoyant régulièrement les surfaces fréquemment touchées constituées d'alliages de cupronickel. En milieu hospitalier, la mise en place d'équipements et/ou de surfaces tactiles constituées d'alliages cuivre-nickel est un complément aux méthodes traditionnelles de désinfection. L'excellente durabilité, la solidité et la résistance à la corrosion des alliages de cupronickel en font un choix populaire pour les applications de surfaces tactiles antimicrobiennes.

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