Hliník sa stal predvoleným materiálom trupu pre hobľovacie plavidlá, pracovné člny, lodivodské člny, katamarány a vnútrozemské osobné plavidlá, pretože spája vysoký pomer pevnosti-k{1}}hmotnosti so životnosťou meranou v desaťročiach. Komplikáciou je, že morské prostredie rýchlo potrestá nesprávny výber zliatiny, takže výber triedy musí sledovať umiestnenie každého komponentu, nie jednu všeobecnú špecifikáciu.
Rodiny námorných zliatin: Séria 5xxx a 6xxx
Túto prácu vykonávajú dve rodiny zliatin. Séria 5xxx, legovaná hlavne horčíkom, ponúka najlepšiu kombináciu odolnosti proti korózii v slanej vode a zvariteľnosti, a preto dominuje oplechovaniu trupu a dna. Séria 6xxx, legovaná horčíkom a kremíkom, poskytuje vyššiu pevnosť a lepšiu extrudovateľnosť, vďaka čomu je prirodzenou voľbou pre paluby, nadstavby, rámy a výlisky.
V rámci skupiny 5xxx sa 5083 stala referenčnou zliatinou trupu. Dodáva sa najčastejšie v tvrdosti H116, ktorá je špeciálne vyvinutá tak, aby odolávala intergranulárnemu napadnutiu v morskej vode, kombinuje dobrú pevnosť s vynikajúcimi zváracími vlastnosťami. Tam, kde je potrebná vyššia odolnosť proti prehĺbeniu, 5456 ponúka viac oboch, za cenu prísnejšej disciplíny zvárania.
Odolnosť proti korózii v prevádzke so slanou vodou
Korózne správanie je kontrolované chémiou a temperovaním . 5083 je formulované tak, že železo je udržiavané na maxime 0,40 % a meď na maxime 0,10 %, čo obmedzuje tvorbu katódových fáz, ktoré spôsobujú piting a galvanický útok. Potvrdenie H116 ďalej stabilizuje mikroštruktúru proti senzibilizácii počas zvárania, takže doska nevytvára súvislú anodickú sieť pozdĺž hraníc zŕn.
Dva režimy zlyhania si zaslúžia pozornosť skôr počas návrhu ako po spustení:
Galvanická korózia na rozdielnych kovových spojoch, najmä spojovacích prvkov z nehrdzavejúcej ocele v hliníkovej konštrukcii. Izolačné podložky, manžety a tmel sú povinné, nie voliteľné.
Štrbinová korózia v stojatých vlhkých zónach, ako sú útorové priestory, podpalubia a za zle odvodnenými konzolami, kde je obmedzený prístup kyslíka.
Eloxovacie a náterové systémy ďalej predlžujú životnosť. 25 µm anodická vrstva na exponovaných komponentoch môže zhruba zdvojnásobiť životnosť v drsnom morskom prostredí, zatiaľ čo zliatiny 6xxx používané nad čiarou ponoru bežne potrebujú epoxidový systém, aby sa predišlo tvorbe jamiek.
Pevnosť, hrúbka a výber zliatiny podľa miesta
| Poloha | Zliatina a tempera | Typická hrúbka | Typická medza klzu |
|---|---|---|---|
| Oplechovanie trupu pod čiarou ponoru | 5083-H116 | 4-8 mm | Približne 228 MPa |
| Bočná škrupina nad vodoryskou | 5083-H116 alebo 5086-H116 | 3-6 mm | Približne 214 MPa |
| Spodná a oblúková časť s vysokým{0}}zásahom | 5456-H116 | 6-10 mm | Približne 255 MPa |
| Palubové nosníky a konštrukčné profily | Extrúzia 6061-T6 | Podľa profilu | Približne 276 MPa |
| Vnútorné skrinky a obklady | list 5052-H32 | 1,5-3 mm | Približne 193 MPa |
| Nábytkové a ozdobné profily | Extrúzia 6063-T5 | Podľa profilu | Približne 145 MPa |
Všimnite si praktický obrat v tejto tabuľke: 6061-T6 má najvyššiu medzu klzu z uvedených zliatin, ale nepoužíva sa na pokovovanie trupu. Pevnosť nie je limitujúcim faktorom pod čiarou ponoru; trvalá odolnosť proti korózii a integrita zvaru.
Výroba, zváranie a povrchová ochrana
Výber plniva: plnivo 5356 je štandardné pre zváranie trupu 5083 a 5086, pričom 5556 sa používa tam, kde sa vyžaduje vyššia-pevnosť zvaru.
Kontrola skreslenia: hliník vedie teplo zhruba päťkrát rýchlejšie ako oceľ, takže na udržanie férovosti veľkých panelov sú nevyhnutné výstužné guľôčky, vyvážené zváracie sekvencie a výstuhy.
Protišmykové povrchy: embosovaná alebo vzorovaná doska 5083 sa používa na pochôdzne povrchy a poskytuje priľnavosť bez povlaku, ktorý by sa mohol odštiepiť.
Náterový systém: schválený základný náter kompatibilný s hliníkom- pod antivegetáciou pod čiarou ponoru a epoxidový alebo polyuretánový systém nad ňou.
Kontrola: pravidelné kontroly by sa mali sústrediť na miesta štrbinovej korózie, špičky zvarov a stav galvanickej izolácie pri každom upevnení z nehrdzavejúcej ocele.
Cena verzus životnosť
Námorná-doska zvyčajne stojí o 20-30 % viac ako štandardný komerčný hliník. Poistné sa vymáha dvoma spôsobmi. Po prvé, trup vysokej{5}}triedy možno postaviť z o niečo tenšieho rozchodu ako alternatíva nižšej-triedy, pričom stále spĺňa rovnaké konštrukčné požiadavky, čo kompenzuje časť nákladov na materiál. Po druhé, oprava-korózie na trupe, ktorý bol vyrobený z nesprávnej kvality, je oveľa drahšia ako prémia za pôvodný materiál a zvyčajne prichádza v období, keď by plavidlo malo zarábať. Pre klasifikačné práce sa platňa zvyčajne objednáva podľa ASTM B928 pre námorné produkty s vysokým obsahom horčíka alebo podľa ASTM B209, kde platia všeobecné tolerancie platní.
FAQ
Otázka: Aká je najlepšia hliníková zliatina pre trupy lodí?
5083 v tvrdosti H116 je osvedčenou voľbou pre opláštenie trupu a dna, pretože spája vysoký obsah horčíka, odolnosť proti korózii morskou vodou a spoľahlivú zvárateľnosť. 5456-H116 sa používa tam, kde je potrebná väčšia odolnosť proti nárazu.
Otázka: Prečo sa nad čiarou ponoru používa 6061-T6 namiesto 5083?
6061-T6 poskytuje vyššiu medzu klzu a vytláča sa do zložitých konštrukčných profilov, čo vyhovuje palubovým nosníkom a rámovaniu nadstavieb. Jeho korózny výkon je dostatočný nad vodou, keď je povrch natretý.
Otázka: Aké hrubé by malo byť pokovovanie trupu?
4-8 mm z 5083-H116 je typický pre hobľovanie trupov a pracovných člnov v rozsahu veľkostí bežne vyrábaných z hliníkového plechu, s 3-6 mm nad čiarou ponoru a ťažšími časťami na prove a zónach dopadu.
Otázka: Ako sa predchádza galvanickej korózii na hliníkovej lodi?
Izoláciou každej nerezovej alebo bronzovej armatúry pomocou izolačných podložiek, objímok a tmelu, tým, že sa rozdielne kovy nedostanú do stojatej vody, a udržiavaním náteru a systémov anodickej ochrany.
Otázka: Pomáha eloxovanie lodným hliníkovým komponentom?
áno. 25 µm anodická vrstva môže zhruba zdvojnásobiť životnosť exponovaných armatúr v drsnom námornom prostredí a komponenty 6xxx majú zvyčajne tiež epoxidový náter, aby sa zabránilo vzniku jamiek.
Otázka: Stojí námorný-hliník za dodatočné náklady?
Námorná{0} doska stojí o 20 – 30 % viac ako štandardný materiál, ale tenšie meradlá zostávajú štrukturálne prijateľné a náklady na opravu korózie sú oveľa nižšie, takže prémia sa zvyčajne vráti počas životnosti plavidla.
