Cómo las propiedades únicas del cuproníquel resisten la corrosión marina y las aves

Una aleación de cuproníquel contiene cobre y níquel, así como hierro, aluminio, manganeso, estaño, niobio o cromo, según el grado. La excelente resistencia a la corrosión por agua del cobre, cuando se combina con el níquel, mejora la resistencia y la durabilidad de las aleaciones de cuproníquel. La resistencia a la corrosión del agua salada es la principal ventaja de estas superaleaciones, lo que las hace muy preferibles para aplicaciones marinas.

A continuación, analizamos algunas de las propiedades únicas del cuproníquel y sus aplicaciones en diversas industrias.

Propiedades únicas del cuproníquel

Cuproníquel es un nombre genérico para las aleaciones de cobre-níquel (Cu-Ni) que generalmente tienen una división de concentración de 90/10 Cu-Ni o 70/30 Cu-Ni. Estas superaleaciones presentan un bajo coeficiente térmico, lo que significa una resistencia eléctrica constante a diferentes temperaturas. El níquel de la aleación mantiene una alta resistencia mecánica incluso a altas temperaturas.

Echemos un vistazo más de cerca a algunas otras propiedades únicas del cuproníquel y cómo se utilizan en diversas aplicaciones industriales.

Resistencia a la corrosión

Las aleaciones de cuproníquel son conocidas por su resistencia a la corrosión por gases como el oxígeno, el dióxido de carbono, el cloruro de hidrógeno, el cloro, el dióxido de azufre y el fluoruro de hidrógeno, así como por ácidos no oxidantes, álcalis y soluciones salinas. La alta resistencia a la corrosión se puede atribuir a la capa protectora estable en la superficie debido al metal de aleación. No hay riesgo potencial de agrietamiento por corrosión bajo tensión con aleaciones de cuproníquel.

Las aleaciones de cuproníquel con un 10-30 % de níquel tienen una buena resistencia incluso al agua de mar caliente con caudales elevados. El contenido de hierro en la aleación mejora la adherencia de los recubrimientos protectores contra la erosión en aguas marinas, salobres y de minas. La propiedad de resistencia a la corrosión de las aleaciones de cuproníquel las hace altamente preferibles para sistemas de condensadores de agua de mar, plantas de desalinización, tuberías para plantas químicas, producción de petróleo y gas en alta mar y aplicaciones de transporte comercial.

Incrustaciones biológicas

La bioincrustación se refiere a la adhesión de algas limo, percebes, musgos marinos, ostras y mejillones en la superficie de las estructuras marinas. Tal adherencia, cuando se arrastra sobre las estructuras, obstruye el interior de las tuberías y condensadores y aumenta las cargas, impactando negativamente el desempeño del sistema. El aluminio, el acero, el titanio, el hormigón y los polímeros son propensos a ensuciarse y requieren una limpieza costosa y la aplicación de revestimientos antiincrustantes.

Las complejas películas protectoras formadas en la superficie de las aleaciones de cobre y níquel resisten la macroincrustación. Incluso si las condiciones prolongadas de silencio conducen a la colonización de pastos y mariscos en la superficie de la aleación, los organismos se adhieren de manera suelta y se pueden eliminar fácilmente. La resistencia a la bioincrustación es una de las propiedades únicas del cuproníquel que lo hacen adecuado para tuberías de agua de mar, cascos de barcos, cajas de agua, estructuras de revestimiento, pantallas de entrada, revestimientos de pilotes y jaulas de malla para piscicultura.

Propiedades mecánicas

Las aleaciones de cuproníquel muestran una buena resistencia a la tracción y una excelente ductilidad cuando se recocen. Cuando se agrega aluminio o estaño a la composición, las aleaciones de cuproníquel pueden lograr altas resistencias que igualan a las del acero al carbono. Una aleación Cu-Ni 90/10 tiene una resistencia a la tracción de 300 N/mm2 con un alargamiento del 30 %.

A bajas temperaturas, las aleaciones de cobre y níquel no presentan fragilidad. Aunque la resistencia a la tracción de la aleación disminuye a bajas temperaturas, no presenta una marcada reducción del alargamiento, lo que la hace muy adecuada para aplicaciones de ingeniería criogénica. A altas temperaturas, las aleaciones de cuproníquel con contenido de hierro muestran propiedades mecánicas mejoradas y se utilizan para la construcción de recipientes a presión a temperaturas de hasta 572 °F.

Propiedades Físicas

La densidad del cuproníquel es de 8,9 kg/dm3; sin embargo, cuanto más níquel contiene la aleación, más puede variar la densidad. El contenido de níquel también afecta el color de las aleaciones de cuproníquel. A medida que se agrega níquel, el color del cobre se vuelve más claro; por ejemplo, la composición de la aleación con 15% de níquel es de color casi blanco plateado. El brillo y la pureza del color aumentan con el contenido de níquel.

La resistividad eléctrica de las aleaciones de Cu-Ni también aumenta abruptamente con el contenido de níquel, y es por eso que las aleaciones de cuproníquel se usan para cables de resistencia en resistencias de alta precisión. Cabe destacar el alto poder termoeléctrico de las aleaciones de cuproníquel. Un contenido de níquel del 45 % en la aleación desarrolla un campo electromagnético alto y uniforme, lo que la hace adecuada para su uso en termopares.

Propiedades antimicrobianas

Las aleaciones de cuproníquel son inherentemente microbianas. Los patógenos se pueden eliminar limpiando regularmente las superficies que se tocan con frecuencia y que están hechas de aleaciones de cuproníquel. En ambientes hospitalarios, la colocación de equipos y/o superficies de contacto compuestas por aleaciones de cobre-níquel es una forma de complementar los métodos tradicionales de desinfección. La excelente durabilidad, solidez y resistencia a la corrosión de las aleaciones de cuproníquel las convierte en una opción popular para aplicaciones de superficies táctiles antimicrobianas.

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