Les canonades de Monel es fabriquen principalment a partir deAliatges Monel-Una família d’aliatges de níquel-coure coneguts per la seva excepcional resistència a la corrosió, especialment en ambients marins i químics. El grau més comú utilitzat per a les canonades de Monel ésMonel 400, que té una composició típica del 63-70%de níquel, del 20–29%de coure i de petites quantitats de ferro (menys o igual al 2,5%), manganès (menys o igual al 2%) i silici (menys o igual al 0,5%). També es poden utilitzar altres qualificacions com Monel K-500 (una variant amb precipitació amb alumini afegit i titani) per a canonades en aplicacions que requereixen una resistència més elevada, tot i que Monel 400 segueix sent la norma a causa del seu equilibri de resistència a la corrosió, formabilitat i rendibilitat.
El terme "monel" deriva delMonell Metal Company, filial de la Companyia Internacional de Níquel (Inco, ara part de Vale) que va desenvolupar l'aliatge a principis del segle XX. L’aliatge va rebre el nom deAmbrose Monell(1846–1921), industrial nord -americà i president d’Inco, de 1902 a 1921. Monell va tenir un paper clau en l’avançament de la metal·lúrgia del níquel, i l’aliatge va ser marcat com a "Monel" el 1906 per honorar les seves contribucions. Amb el pas del temps, "Monel" es va convertir en un terme genèric per als aliatges de níquel-coure d'aquest tipus, tot i que originalment es tractava d'una marca comercial.
Diversos materials poden servir com a alternatives per Monel 400, depenent dels requisits de l’aplicació (per exemple, resistència a la corrosió, rang de temperatura, cost o resistència mecànica). Les alternatives comunes inclouen:
Aliatges de níquel-coure (qualificacions similars):
Monel R-405: Una variant de mecanització lliure de Monel 400 amb sofre afegit, adequada per a aplicacions que requereixen un mecanitzat més fàcil.
Monel K-500: Ofereix una resistència superior a 400 (mitjançant enduriment de precipitacions), però amb una resistència a la corrosió similar, ideal per a ambients de gran estrès.
Aliatges de níquel-crom:
Inconel 600: Resisteix a temperatures més elevades (fins a 1.095 graus /2.000 graus F) i amb entorns forts oxidants (per exemple, aire o vapor a alta temperatura), tot i que és menys resistent als àcids reductors que Monel 400.
Incoloy 825: Combina níquel, crom i molibdè per millorar la resistència tant a l’àcid oxidant com a la reducció (per exemple, àcid sulfúric i clorhídric), convertint -lo en una alternativa versàtil en el processament químic.
Aliatges de níquel de coure (Cupro-Nickels):
C70600 (90/10 CU-NI): Conté un 90% de coure i un 10% de níquel, que ofereixen una bona resistència a la corrosió a l’aigua de mar i un cost inferior al Monel 400, tot i que és menys resistent als àcids forts.
C71500 (70/30 Cu-Ni): El contingut de níquel més elevat (30%) millora la resistència a la corrosió en comparació amb el 90/10 CU-NI, que s’acosta al rendiment de Monel 400 en entorns marins a un cost inferior.
Qualificacions de titani (per exemple, Ti-6al-4V):
Excel·lent resistència a la corrosió en mitjans agressius (per exemple, ambients rics en clorur) i una gran resistència, però significativament més cara que Monel 400, limitant el seu ús a aplicacions especialitzades.
Monel 400 és adequat per al servei continuat a temperatures fins a aproximadament427 graus (800 graus F). Més enllà d’aquest rang, les seves propietats mecàniques (per exemple, la resistència a la tracció, la resistència al fluix) es degraden gradualment i l’exposició a llarg termini a temperatures més elevades pot causar:
Oxidació: A temperatures superiors als 427 graus, Monel 400 forma una capa d'òxid superficial, però aquesta capa és menys protectora que les formades per aliatges de níquel-crom (per exemple, Inconel), provocant un augment de les taxes d'oxidació amb el pas del temps.
Canvis microestructurals: Exposició prolongada a temperatures superiors a 538 graus (1.000 graus F) pot provocar un creixement del gra, reduint la ductilitat i la duresa.
Rastrejar: Sota càrregues sostingudes a temperatures elevades (per sobre dels 427 graus), Monel 400 pot presentar un fluix (lenta deformació plàstica), limitant el seu ús en aplicacions estructurals a temperatures extremes.
Per a les sol·licituds que necessiten servei per sobre dels 427 graus, es prefereixen aliatges de níquel-crom com Inconel 600 o Incoloy 800 a causa de la seva estabilitat superior a alta temperatura i resistència a l’oxidació.
