การเลือกเกรดอลูมิเนียมที่เหมาะสมสำหรับการต่อเรือ 5083, 6061 และ 5456

อะลูมิเนียมกลายเป็นวัสดุตัวเรือเริ่มต้นสำหรับยานไส เรือทำงาน เรือนำร่อง เรือคาตามารัน และเรือโดยสารทางบก เนื่องจากมีการผสมผสานอัตราส่วนความแข็งแกร่ง-ต่อ-น้ำหนักเข้ากับอายุการใช้งานที่วัดได้ในทศวรรษ ภาวะแทรกซ้อนคือสภาพแวดล้อมทางทะเลจะลงโทษการเลือกโลหะผสมที่ไม่ถูกต้องอย่างรวดเร็ว ดังนั้นการเลือกเกรดจึงต้องเป็นไปตามตำแหน่งของส่วนประกอบแต่ละชิ้น ไม่ใช่ข้อกำหนดเฉพาะแบบครอบคลุมเดียว

ครอบครัวโลหะผสมมารีน: ซีรี่ส์ 5xxx และ 6xxx

ครอบครัวโลหะผสมสองครอบครัวทำหน้าที่นี้ ซีรีส์ 5xxx ซึ่งผสมแมกนีเซียมเป็นหลัก นำเสนอการผสมผสานที่ดีที่สุดของความต้านทานการกัดกร่อนของน้ำเค็มและความสามารถในการเชื่อม ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงครองการชุบตัวถังและด้านล่าง ซีรีส์ 6xxx ผสมกับแมกนีเซียมและซิลิกอน ให้ความแข็งแกร่งที่สูงกว่าและความสามารถในการอัดขึ้นรูปที่ดีกว่า ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่เป็นธรรมชาติสำหรับพื้นกระดาน โครงสร้างส่วนบน การทำกรอบ และการอัดขึ้นรูป

ภายในกลุ่ม 5xxx นั้น 5083 ได้กลายเป็นโลหะผสมตัวถังอ้างอิง จัดหาบ่อยที่สุดในเทมเปอร์ H116 ซึ่งได้รับการพัฒนาโดยเฉพาะเพื่อต้านทานการโจมตีตามขอบเกรนในน้ำทะเล โดยผสมผสานความแข็งแกร่งที่ดีเข้ากับพฤติกรรมการเชื่อมที่ยอดเยี่ยม ในกรณีที่ต้องการความต้านทานการบุบที่สูงขึ้น 5456 เสนอทั้งสองอย่างได้มากกว่า โดยแลกกับวินัยในการเชื่อมที่เข้มงวดมากขึ้น

ความต้านทานการกัดกร่อนในการให้บริการน้ำเค็ม

พฤติกรรมการกัดกร่อนถูกควบคุมโดยเคมีและด้วยอุณหภูมิ. 5083 ถูกกำหนดสูตรด้วยเหล็กที่คงไว้สูงสุด 0.40% และทองแดงที่สูงสุด 0.10% ซึ่งจำกัดการก่อตัวของเฟสแคโทดที่ขับเคลื่อนการเกิดหลุมและการโจมตีด้วยไฟฟ้า การปรับอุณหภูมิ H116 ยังช่วยรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างจุลภาคต่อการเกิดอาการแพ้ระหว่างการเชื่อม ดังนั้นเพลตจึงไม่พัฒนาโครงข่ายขั้วบวกอย่างต่อเนื่องตามแนวขอบเขตของเกรน

โหมดความล้มเหลวสองโหมดสมควรได้รับความสนใจในระหว่างการออกแบบมากกว่าหลังจากการเปิดตัว:

การกัดกร่อนแบบกัลวานิกที่ข้อต่อโลหะที่ไม่เหมือนกัน โดยเฉพาะตัวยึดสแตนเลสในโครงสร้างอะลูมิเนียม จำเป็นต้องมีแหวนรองแยก ปลอก และน้ำยาซีล ไม่ใช่อุปกรณ์เสริม

การกัดกร่อนตามรอยแยกในบริเวณที่เปียกชื้น เช่น พื้นที่ท้องเรือ ใต้ข้อต่อดาดฟ้า และหลังฉากยึดที่มีการระบายน้ำไม่ดี ซึ่งจำกัดการเข้าถึงออกซิเจน

ระบบอโนไดซ์และการเคลือบช่วยยืดอายุการใช้งานให้ยาวนานยิ่งขึ้น ชั้นขั้วบวกขนาด 25 µm บนส่วนประกอบที่เปลือยเปล่าสามารถมีอายุการใช้งานประมาณสองเท่าในสภาพแวดล้อมทางทะเลที่รุนแรง ในขณะที่โลหะผสม 6xxx ที่ใช้เหนือระดับน้ำโดยปกติจะต้องใช้ระบบอีพ็อกซี่เพื่อป้องกันการเกิดรูพรุน

การเลือกความแข็งแรง ความหนา และโลหะผสมตามสถานที่ตั้ง

โปรดสังเกตการกลับรายการในทางปฏิบัติในตารางนี้: 6061-T6 มีความแข็งแรงให้ผลผลิตสูงสุดของโลหะผสมที่ระบุไว้ แต่ไม่ได้ใช้สำหรับการชุบตัวเรือ ความแข็งแกร่งไม่ใช่ปัจจัยจำกัดใต้ระดับน้ำ ทนต่อการกัดกร่อนและความสมบูรณ์ของการเชื่อมได้อย่างยั่งยืน

การผลิต การเชื่อม และการป้องกันพื้นผิว

การเลือกฟิลเลอร์: ฟิลเลอร์ 5356 เป็นมาตรฐานสำหรับการเชื่อมตัวเรือ 5083 และ 5086 โดยจะใช้ 5556 ในกรณีที่ต้องการความแข็งแรงในการเชื่อมที่สูงกว่า-

การควบคุมความผิดเพี้ยน: อลูมิเนียมนำความร้อนได้เร็วกว่าเหล็กประมาณห้าเท่า ดังนั้น stringer bead ลำดับการเชื่อมที่สมดุล และตัวทำให้แข็ง จึงถือเป็นสิ่งสำคัญในการคงความเป็นธรรมในแผงขนาดใหญ่

พื้นผิวกันลื่น-: แผ่น 5083 ที่มีลายนูนหรือมีลวดลายใช้สำหรับพื้นผิวสำหรับเดิน ช่วยให้ยึดเกาะได้โดยไม่มีการเคลือบที่สามารถหลุดร่อนได้

ระบบการเคลือบ: สีรองพื้นอะลูมิเนียมที่ได้รับการรับรอง-ภายใต้สารกันเพรียงใต้เส้นน้ำ และระบบอีพ็อกซี่หรือโพลียูรีเทนที่อยู่ด้านบน

การตรวจสอบ: การตรวจสอบเป็นประจำควรเน้นไปที่จุดการกัดกร่อนของรอยแยก รอยเชื่อม และสภาพการแยกตัวของกัลวานิกที่จุดยึดสแตนเลสทุกชิ้น

ต้นทุนเทียบกับอายุการใช้งาน

แผ่นเกรดมารีน-โดยทั่วไปมีราคาสูงกว่าอะลูมิเนียมเชิงพาณิชย์มาตรฐานถึง 20-30% เบี้ยประกันภัยจะได้รับคืนในสองวิธี ประการแรก ตัวถังเกรดสูง-สามารถสร้างได้จากขนาดที่บางกว่าตัวเลือกเกรดต่ำกว่า-เล็กน้อย ในขณะที่ยังคงเป็นไปตามข้อกำหนดด้านโครงสร้างเดียวกัน ซึ่งจะชดเชยต้นทุนวัสดุส่วนหนึ่ง ประการที่สอง การซ่อมแซม-ที่เกี่ยวข้องกับการกัดกร่อนบนตัวเรือที่สร้างขึ้นจากเกรดที่ไม่ถูกต้องนั้นมีราคาแพงกว่าค่าพรีเมียมวัสดุดั้งเดิมอย่างมาก และมักจะมาถึงในช่วงเวลาที่เรือควรจะมีรายได้ สำหรับงานจำแนกประเภท โดยปกติแล้วจะมีการสั่งเพลตตามมาตรฐาน ASTM B928 สำหรับผลิตภัณฑ์ทางทะเลที่มีแมกนีเซียมสูง หรือตามมาตรฐาน ASTM B209 ที่ใช้เกณฑ์ความคลาดเคลื่อนของเพลตทั่วไป

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: อลูมิเนียมอัลลอยด์ที่ดีที่สุดสำหรับตัวเรือคืออะไร?
5083 ในอุณหภูมิ H116 เป็นตัวเลือกที่กำหนดไว้สำหรับการชุบตัวถังและด้านล่าง เนื่องจากมีแมกนีเซียมสูง ความต้านทานการกัดกร่อนของน้ำทะเล และความสามารถในการเชื่อมที่เชื่อถือได้. 5456-H116 ถูกใช้เมื่อต้องการความต้านทานแรงกระแทกมากขึ้น

ถาม: เหตุใดจึงใช้ 6061-T6 เหนือระดับน้ำแทนที่จะเป็น 5083
6061-T6 ให้ความแข็งแรงของผลผลิตที่สูงกว่าและอัดขึ้นรูปเป็นโปรไฟล์โครงสร้างที่ซับซ้อน ซึ่งเหมาะกับคานดาดฟ้าและโครงโครงสร้างส่วนบน ประสิทธิภาพการกัดกร่อนของมันเพียงพอเหนือน้ำเมื่อเคลือบพื้นผิว

ถาม: การชุบตัวถังควรหนาแค่ไหน?
5083-H116 โดยทั่วไปมีขนาด 4-8 มม. สำหรับการไสตัวเรือและเรืองานในช่วงขนาดที่ปกติสร้างจากแผ่นอะลูมิเนียม โดยอยู่เหนือระดับน้ำ 3-6 มม. และส่วนที่หนักกว่าที่หัวเรือและโซนกระแทก

ถาม: ป้องกันการกัดกร่อนของกัลวานิกบนเรืออะลูมิเนียมได้อย่างไร
โดยการแยกข้อต่อสแตนเลสหรือทองแดงทุกชิ้นออกด้วยแหวนรอง ปลอก และน้ำยาซีลที่เป็นฉนวน โดยการเก็บโลหะที่ไม่เหมือนกันให้พ้นจากน้ำนิ่ง และโดยการรักษาระบบการเคลือบและการป้องกันขั้วบวก

ถาม: การชุบอโนไดซ์ช่วยส่วนประกอบอลูมิเนียมในทะเลหรือไม่
ใช่. ชั้นขั้วบวกขนาด 25 µm สามารถยืดอายุการใช้งานของข้อต่อแบบสัมผัสได้ประมาณสองเท่าในสภาพแวดล้อมทางทะเลที่รุนแรง และส่วนประกอบ 6xxx มักจะมีการเคลือบอีพ็อกซี่เพื่อป้องกันการเกิดรูพรุนด้วย

ถาม: อะลูมิเนียมเกรดมารีน-คุ้มค่ากับค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมหรือไม่
แผ่นเกรดมารีน-มีราคาสูงกว่าวัสดุมาตรฐานถึง 20-30% แต่เกจที่บางกว่ายังคงเป็นที่ยอมรับในเชิงโครงสร้าง และค่าซ่อมแซมการกัดกร่อนก็ต่ำกว่ามาก ดังนั้น โดยปกติแล้วเกรดพรีเมียมจะคืนกลับมาได้ตลอดอายุของเรือ