เหตุใดจึงใช้อลูมิเนียมในการก่อสร้างทางทะเล
อะลูมิเนียมมีความหนาแน่นประมาณ 2.7 ก./ซม.3 เทียบกับเหล็กประมาณ 7.85 ก./ซม.3 ดังนั้น ปริมาตรของโครงสร้างที่กำหนดจะมีน้ำหนักน้อยกว่าเกือบสองในสาม การประหยัดดังกล่าวจะช่วยเพิ่มน้ำหนักบรรทุก ลดการเผาไหม้เชื้อเพลิง และปรับปรุงเสถียรภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับยานขนาดเล็กและสำหรับโครงสร้างส่วนบนที่วางอยู่บนเรือสูง ข้อเสียคือความแข็ง: โมดูลัสยืดหยุ่นมีค่าเกือบ 70 GPa หรือประมาณหนึ่งในสามของเหล็ก ดังนั้นโครงสร้างอะลูมิเนียมจึงต้องได้รับการออกแบบเพื่อควบคุมการโก่งตัวและการสั่นสะเทือน แทนที่จะใช้ความหนาของแผ่นเหล็กที่เข้ากัน. 5052 ซึ่งอยู่ในช่วงกลางของกลุ่มผลิตภัณฑ์อะลูมิเนียมสำหรับใช้งานในทะเล เหนือเกรดที่บริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์ และต่ำกว่า-อัลลอยด์ตัวเรือที่มีแมกนีเซียมสูง
องค์ประกอบและประสิทธิภาพการกัดกร่อนในทะเล
| องค์ประกอบ | 5052 (%) | 5083 (%) |
|---|---|---|
| มก | 2.2-2.8 | 4.0-4.9 |
| มน | สูงสุด 0.10 | 0.40-1.0 |
| Cr | 0.15-0.35 | 0.05-0.25 |
| เฟ | สูงสุด 0.40 | สูงสุด 0.40 |
| ศรี | สูงสุด 0.25 | สูงสุด 0.40 |
แมกนีเซียมในสารละลายของแข็งซึ่งมีโครเมียมรองรับ จะสร้างฟิล์มพาสซีฟที่มีความเสถียร ซึ่งต้านทานการเกิดรูพรุนและการโจมตีทั่วไปในน้ำทะเล ความแข็งแกร่งของอุณหภูมิห้องโดยทั่วไป-สำหรับ 5052 จะอยู่ที่ประมาณ 228 MPa แรงดึง และ 193 MPa ที่ให้ผลตอบแทนในเทมเปอร์ H32 เทียบกับแรงดึงประมาณ 305 MPa และ 215 MPa ที่ให้ผลตอบแทน 5083 ที่อุณหภูมิทะเล ช่องว่างด้านความแข็งแกร่งนั้นเป็นเหตุว่าทำไม 5052 จึงถูกนำมาใช้สำหรับโครงสร้างและอุปกรณ์ต่างๆ แทนที่จะเป็นตัวเรือหลักของเรือขนาดใหญ่
โดยที่ 5052 อยู่บนเรือ
การใช้งานทั่วไป ได้แก่ การชุบโครงสร้างส่วนบนและดาดฟ้า ดาดฟ้าและพื้น ผนังกั้นภายใน ถังและถังเก็บศพ ท่อและท่อระบายอากาศ บันได ราวจับ ชิ้นส่วนล็อคเกอร์และเฟอร์นิเจอร์ และตัวเรือขนาดเล็กในบริการกำบังหรือไส ในกรณีที่เรือต้องทนต่อคลื่นกระแทก บรรทุกเกยตื้น หรือการแช่น้ำอย่างต่อเนื่องภายใต้ความเครียดสูง การชุบปฐมภูมิมักจะเป็นโลหะผสมแมกนีเซียมสูง- เช่น 5083 หรือ 5086 ซึ่งจัดหาภายใต้มาตรฐานผลิตภัณฑ์ทางทะเล ASTM B928 / B928M พร้อมด้วยกฎเกณฑ์สังคมระดับที่เกี่ยวข้อง หลายหลารวมทั้งสองเข้าด้วยกัน: แผ่นแมกนีเซียมสูง-สำหรับตัวเปลือกหอย และ 5052 สำหรับโครงสร้างรอง
การผลิตและการเชื่อมในสวน
5052 โค้งงอ ม้วน และขึ้นรูปได้ดีในอุณหภูมิที่อ่อนและแข็ง- ซึ่งเหมาะกับการพัฒนาเพลทสำหรับดาดฟ้าโค้งและเสื้อกล้าม การเชื่อม MIG และ TIG ด้วยฟิลเลอร์ 5356 หรือ 5556 เป็นเรื่องปกติ และโลหะผสมไม่จำเป็นต้องอุ่นก่อน จุดประกอบสามจุดเป็นตัวกำหนดอายุการใช้งานของโครงสร้างทางทะเล การจัดลำดับการเชื่อมและโครงร่างการทำให้แข็งจะควบคุมความผิดเพี้ยน เนื่องจากอลูมิเนียมจะนำความร้อนออกไปอย่างรวดเร็วและหดตัวมากกว่าเหล็กเมื่อระบายความร้อน หน้าสัมผัสโลหะที่แตกต่างกันจะต้องแตกหักด้วยแหวนรอง ปะเก็น หรือการเคลือบแบบแยกส่วน เนื่องจากอะลูมิเนียมจะกลายเป็นขั้วบวกร่วมกับเหล็กกล้าไร้สนิม บรอนซ์ หรือเหล็กกล้าคาร์บอน สุดท้าย ขอบตัด รอยเชื่อม และรอยแยกจำเป็นต้องมีระบบการเคลือบที่ถูกต้อง เนื่องจากเป็นจุดที่จุดเริ่มต้นของการเกิดรูพรุน
มาตรฐาน การทดสอบ และการปกป้องพื้นผิว
สั่งเพลตและแผ่นตามมาตรฐาน ASTM B928 / B928M สำหรับผลิตภัณฑ์ทางทะเลที่มีแมกนีเซียมสูง- หรือตามมาตรฐาน ASTM B209 / B209M, EN 485-2 และ GB/T 3880.2 สำหรับช่วงทั่วไป โดยมีค่าความคลาดเคลื่อนมิติจากส่วนที่ตรงกันของข้อกำหนด ในกรณีที่ต้องใช้โลหะผสมในการให้บริการที่อบอุ่น ความไวต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนจะถูกตรวจสอบโดยการทดสอบการสูญเสียมวลของกรดไนตริกที่อธิบายไว้ใน ASTM G67 การฝึกปฏิบัติในสนามโดยปกติจะรวมถึงคุณสมบัติของขั้นตอนการเชื่อม การตรวจสอบการแทรกซึมของรอยเชื่อมที่สำคัญด้วยภาพและสีย้อม และแผนการป้องกันการระเบิดหรือการกวาด การกัดกรด ไพรเมอร์และสีทับหน้า หรือชั้นอะโนไดซ์บนชิ้นส่วนตัดแต่งที่ไม่เชื่อม โดยทั่วไปเอกสารจะครอบคลุมถึงใบรับรองโรงงาน การระบุความร้อน และบันทึกการตรวจสอบย้อนกลับที่จับคู่แผ่นกับโครงสร้าง
คำถามที่พบบ่อย
Q:5052 ใช้กับตัวเรือได้ไหม?
ตอบ: ได้ สำหรับยานขนาดเล็ก เรือบด และภาชนะใส่น้ำ- แต่การชุบเบื้องต้นบนตัวเรือขนาดใหญ่หรือบรรทุกหนัก โดยปกติแล้วจะเป็นโลหะผสมแมกนีเซียมสูง- เช่น 5083 ซึ่งมีความแข็งแรงของผลผลิตสูงกว่า
Q:5052 กัดกร่อนในน้ำทะเลหรือไม่?
ตอบ: สามารถต้านทานน้ำทะเลได้ดีเนื่องจากมีแมกนีเซียมและโครเมียมอยู่ แต่ยังสามารถเป็นหลุมตามซอกมุม ใต้คราบสกปรก และที่รอยเชื่อมได้ หากละเลยการเคลือบและการระบายน้ำ
Q:โลหะฟิลเลอร์ชนิดใดที่ใช้เชื่อม 5052?
A: ฟิลเลอร์ 5356 หรือ 5556 เป็นมาตรฐานสำหรับงานทางทะเล ให้เสียงเชื่อมที่มีความแข็งแรงใกล้เคียงกับโลหะแม่
Q:จะสามารถหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนของกัลวานิกบนภาชนะอะลูมิเนียมได้อย่างไร
ตอบ: แยกอะลูมิเนียมออกจากสเตนเลส บรอนซ์ และเหล็กกล้าคาร์บอนด้วยแผ่นฉนวนหรือแหวนรอง หลีกเลี่ยงน้ำที่ติดอยู่ระหว่างโลหะที่ไม่เหมือนกัน และรักษาขนาดและบำรุงรักษาแอโนดบูชายัญให้ถูกต้อง
Q:5052 ให้แผ่นเหล็กลดน้ำหนักได้แค่ไหน?
ตอบ: ประมาณสองในสามสำหรับปริมาตรที่เท่ากัน เนื่องจากมีความหนาแน่นประมาณ 2.68 g/cm3 เทียบกับ 7.85 g/cm3 สำหรับเหล็ก แม้ว่าความแข็งจะต่ำกว่าและส่วนต่างๆ จะต้องมีขนาดสำหรับการโก่งตัว
Q:มาตรฐานใดที่ใช้กับแผ่นอลูมิเนียมมารีน
ตอบ: ASTM B928 / B928M สำหรับผลิตภัณฑ์ทางทะเลที่มีแมกนีเซียมสูง-, ASTM B209 / B209M หรือ EN 485-2 สำหรับแผ่นและแผ่นทั่วไป, ASTM G67 สำหรับการทดสอบการกัดกร่อนตามขอบเกรน รวมถึงกฎเกณฑ์สังคมระดับชั้นสำหรับเรือ