Το αλουμίνιο έχει γίνει το προεπιλεγμένο υλικό γάστρας για το πλάνισμα σκαφών, σκαφών εργασίας, σκαφών πιλότων, καταμαράν και επιβατηγών πλοίων εσωτερικής ναυσιπλοΐας, επειδή συνδυάζει υψηλή αναλογία αντοχής-προς-με τη διάρκεια ζωής που μετράται σε δεκαετίες. Η περιπλοκή είναι ότι το θαλάσσιο περιβάλλον τιμωρεί γρήγορα τη λάθος επιλογή κράματος, επομένως η επιλογή του βαθμού πρέπει να ακολουθεί τη θέση κάθε εξαρτήματος, όχι μια ενιαία προδιαγραφή κουβέρτας.
Marine Alloy Families: Σειρά 5xxx και 6xxx
Δύο οικογένειες κραμάτων κάνουν τη δουλειά. Η σειρά 5xxx, κράμα κυρίως με μαγνήσιο, προσφέρει τον καλύτερο συνδυασμό αντοχής στη διάβρωση θαλασσινού νερού και συγκολλητικότητας, γι' αυτό κυριαρχεί στην επιμετάλλωση του κύτους και του πυθμένα. Η σειρά 6xxx, σε κράμα με μαγνήσιο και πυρίτιο, παρέχει υψηλότερη αντοχή και καλύτερη ικανότητα εξώθησης, γεγονός που την καθιστά τη φυσική επιλογή για καταστρώματα, υπερκατασκευές, πλαισίωση και εξώθηση.
Στην ομάδα 5xxx, το 5083 έχει γίνει το κράμα αναφοράς της γάστρας. Παρέχεται συχνότερα με την ιδιοσυγκρασία H116, η οποία έχει αναπτυχθεί ειδικά για να αντιστέκεται σε διακοκκώδη προσβολή στο θαλασσινό νερό, συνδυάζει καλή αντοχή με εξαιρετική συμπεριφορά συγκόλλησης. Όπου απαιτείται μεγαλύτερη αντίσταση σε βαθουλώματα, το 5456 προσφέρει περισσότερα και από τα δύο, με το κόστος της αυστηρότερης πειθαρχίας συγκόλλησης.
Αντοχή στη διάβρωση στην υπηρεσία αλμυρού νερού
Η συμπεριφορά διάβρωσης ελέγχεται από τη χημεία και από την ιδιοσυγκρασία. 5083 διαμορφώνεται με σίδηρο που διατηρείται στο 0,40% το μέγιστο και χαλκό στο 0,10% το μέγιστο, γεγονός που περιορίζει τον σχηματισμό καθοδικών φάσεων που οδηγούν στο κοίλωμα και τη γαλβανική προσβολή. Η θερμοκρασία H116 σταθεροποιεί περαιτέρω τη μικροδομή έναντι της ευαισθητοποίησης κατά τη συγκόλληση, έτσι ώστε η πλάκα να μην αναπτύσσει ένα συνεχές ανοδικό δίκτυο κατά μήκος των ορίων των κόκκων.
Δύο τρόποι αστοχίας αξίζουν προσοχή κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού και όχι μετά την εκκίνηση:
Γαλβανική διάβρωση σε ανόμοιους μεταλλικούς αρμούς, ιδιαίτερα συνδετήρες από ανοξείδωτο χάλυβα σε δομή αλουμινίου. Οι ροδέλες απομόνωσης, τα μανίκια και το σφραγιστικό είναι υποχρεωτικά, όχι προαιρετικά.
Διάβρωση ρωγμών σε στάσιμες υγρές ζώνες, όπως χώρους υδροσυλλεκτών, κάτω από τα εξαρτήματα του καταστρώματος και πίσω από ανεπαρκώς αποστραγγιζόμενα στηρίγματα, όπου η πρόσβαση σε οξυγόνο είναι περιορισμένη.
Τα συστήματα ανοδίωσης και επίστρωσης επεκτείνουν περαιτέρω τη διάρκεια ζωής. Ένα ανοδικό στρώμα 25 μm σε εκτεθειμένα εξαρτήματα μπορεί περίπου να διπλασιάσει τη διάρκεια ζωής σε ένα σκληρό θαλάσσιο περιβάλλον, ενώ τα κράματα 6xxx που χρησιμοποιούνται πάνω από την ίσαλο γραμμή χρειάζονται συνήθως ένα εποξειδικό σύστημα για την αποφυγή δημιουργίας κοιλωμάτων.
Επιλογή αντοχής, πάχους και κράματος κατά τοποθεσία
| Τοποθεσία | Κράμα και ιδιοσυγκρασία | Τυπικό πάχος | Τυπική αντοχή διαρροής |
|---|---|---|---|
| Επιμετάλλωση γάστρας κάτω από την ίσαλο γραμμή | 5083-H116 | 4-8 χλστ | Περίπου 228 MPa |
| Πλαϊνό κέλυφος πάνω από την ίσαλο γραμμή | 5083-H116 ή 5086-H116 | 3-6 χλστ | Περίπου 214 MPa |
| Υψηλή-κρούση κάτω και πλώρη τμήματα | 5456-H116 | 6-10 χλστ | Περίπου 255 MPa |
| Δοκοί καταστρώματος και δομικά προφίλ | 6061-T6 εξώθηση | Ανά προφίλ | Περίπου 276 MPa |
| Εσωτερικά ντουλάπια και επενδύσεις | 5052-H32 φύλλο | 1,5-3 χλστ | Περίπου 193 MPa |
| Έπιπλα και προφίλ επενδύσεων | 6063-T5 εξώθηση | Ανά προφίλ | Περίπου 145 MPa |
Σημειώστε την πρακτική αντιστροφή σε αυτόν τον πίνακα: Το 6061-T6 έχει την υψηλότερη αντοχή διαρροής από τα κράματα που αναφέρονται, ωστόσο δεν χρησιμοποιείται για επιμετάλλωση γάστρας. Η δύναμη δεν είναι ο περιοριστικός παράγοντας κάτω από την ίσαλο γραμμή. η σταθερή αντίσταση στη διάβρωση και η ακεραιότητα συγκόλλησης είναι.
Κατασκευή, Συγκόλληση και Προστασία Επιφανειών
Επιλογή πλήρωσης: Το υλικό πλήρωσης 5356 είναι στάνταρ για τη συγκόλληση γάστρας 5083 και 5086, με το 5556 να χρησιμοποιείται όπου απαιτείται μεγαλύτερη- αντοχή συγκόλλησης.
Έλεγχος παραμόρφωσης: το αλουμίνιο μεταφέρει τη θερμότητα περίπου πέντε φορές γρηγορότερα από το ατσάλι, επομένως τα κορδόνια, οι ισορροπημένες αλληλουχίες συγκόλλησης και τα ενισχυτικά είναι απαραίτητα για τη διατήρηση της δικαιοσύνης σε μεγάλα πάνελ.
Αντιολισθητικές επιφάνειες: η πλάκα 5083 με ανάγλυφο ή σχέδιο χρησιμοποιείται για επιφάνειες βάδισης, προσφέροντας πρόσφυση χωρίς επίστρωση που μπορεί να κοπεί.
Σύστημα επίστρωσης: εγκεκριμένο αστάρι συμβατό με αλουμίνιο- με αντιρρυπαντικό κάτω από την ίσαλο γραμμή και εποξειδικό ή πολυουρεθάνιο σύστημα πάνω από αυτό.
Επιθεώρηση: οι τακτικοί έλεγχοι πρέπει να επικεντρώνονται στα σημεία διάβρωσης των ρωγμών, στα δάχτυλα των ποδιών συγκόλλησης και στην κατάσταση της γαλβανικής απομόνωσης σε κάθε στερέωση από ανοξείδωτο χάλυβα.
Κόστος σε σχέση με τη διάρκεια ζωής
Το πιάτο θαλάσσιας ποιότητας-κοστίζει συνήθως 20-30% περισσότερο από το τυπικό αλουμίνιο του εμπορίου. Το ασφάλιστρο ανακτάται με δύο τρόπους. Πρώτον, μια γάστρα υψηλής ποιότητας-μπορεί να κατασκευαστεί από ένα ελαφρώς λεπτότερο εύρος από μια εναλλακτική λύση χαμηλότερης-βαθμίδας, ενώ εξακολουθεί να πληροί την ίδια δομική απαίτηση, η οποία αντισταθμίζει μέρος του κόστους υλικού. Δεύτερον, η επισκευή{10}}που σχετίζεται με τη διάβρωση σε ένα κύτος που κατασκευάστηκε από λάθος βαθμό είναι πολύ πιο ακριβή από την αρχική πριμοδότηση υλικού και συνήθως φτάνει κατά την περίοδο κατά την οποία το σκάφος πρέπει να έχει έσοδα. Για εργασίες ταξινόμησης, η πλάκα παραγγέλνεται συνήθως σύμφωνα με το ASTM B928 για ναυτιλιακά προϊόντα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγνήσιο ή στο ASTM B209 όπου ισχύουν γενικές ανοχές πλακών.
FAQ
Ε: Ποιο είναι το καλύτερο κράμα αλουμινίου για γάστρα σκαφών;
Το 5083 σε θερμοκρασία H116 είναι η καθιερωμένη επιλογή για επιμετάλλωση γάστρας και πυθμένα, επειδή συνδυάζει υψηλή περιεκτικότητα σε μαγνήσιο, αντοχή στη διάβρωση στο θαλασσινό νερό και αξιόπιστη συγκολλησιμότητα. 5456-Το H116 χρησιμοποιείται όπου απαιτείται μεγαλύτερη αντοχή στην κρούση.
Ε: Γιατί χρησιμοποιείται το 6061-T6 πάνω από την ίσαλο γραμμή αντί για το 5083;
Το 6061-T6 δίνει υψηλότερη αντοχή διαρροής και εξωθείται σε πολύπλοκα δομικά προφίλ, που ταιριάζει σε δοκούς καταστρώματος και πλαισίωση υπερκατασκευών. Η διάβρωσή του είναι επαρκής πάνω από το νερό όταν η επιφάνεια είναι επικαλυμμένη.
Ε: Πόσο πάχος πρέπει να είναι η επιμετάλλωση της γάστρας;
Τα 4-8 mm του 5083-H116 είναι τυπικά για το πλάνισμα γάστρας και σκαφών εργασίας στο εύρος μεγεθών που συνήθως κατασκευάζονται από πλάκα αλουμινίου, με 3-6 mm πάνω από την ίσαλο γραμμή και βαρύτερα τμήματα στις ζώνες πλώρης και πρόσκρουσης.
Ε: Πώς αποτρέπεται η γαλβανική διάβρωση σε ένα σκάφος αλουμινίου;
Απομονώνοντας κάθε εξάρτημα από ανοξείδωτο χάλυβα ή μπρούτζο με μονωτικές ροδέλες, χιτώνια και στεγανωτικό, κρατώντας ανόμοια μέταλλα μακριά από λιμνάζοντα νερά και διατηρώντας τα συστήματα επίστρωσης και ανοδικής προστασίας.
Ε: Η ανοδίωση βοηθά τα εξαρτήματα αλουμινίου στη θάλασσα;
Ναί. Ένα ανοδικό στρώμα 25 μm μπορεί περίπου να διπλασιάσει τη διάρκεια ζωής των εκτεθειμένων εξαρτημάτων σε ένα σκληρό θαλάσσιο περιβάλλον και τα εξαρτήματα 6xxx συνήθως φέρουν επίσης εποξειδική επίστρωση για την αποφυγή δημιουργίας κοιλοτήτων.
Ε: Αξίζει το θαλάσσιο-αλουμίνιο για το επιπλέον κόστος;
Η πλάκα{0}}θαλάσσιας ποιότητας κοστίζει 20-30% περισσότερο από το τυπικό υλικό, αλλά τα λεπτότερα όργανα μέτρησης παραμένουν δομικά αποδεκτά και το κόστος επισκευής διάβρωσης είναι πολύ χαμηλότερο, επομένως το ασφάλιστρο ανακτάται κανονικά κατά τη διάρκεια ζωής του σκάφους.
