Mechanické vlastnosti 5083 hliníkových listov pri kryogénnych teplotách

Skutočnou výhodou 5083 hliníkového plechu pre tanky LNG je jej vynikajúci výkon pri extrémne nízkych teplotách, čo ho odlišuje od mnohých iných materiálov.
Asi najdôležitejším atribútom pre LNG aplikácie je to, že 5083 hliníka nemá krehké - ťažný prechod pri kryogénnych teplotách.

1. Výnimočná kryogénna húževnatosť: Výhodu prvoradej

Na rozdiel od mnohých ocelí, ktoré sa stávajú krehkými a náchylnými na zlomenie pod určitou teplotou, hliníkové zliatiny, najmä rodina 5xxx, zachovávajú alebo dokonca zlepšujú ťažnosť a húževnatosť so znižovaním teploty.

Táto rozlišovacia funkcia je rozhodujúca pre bezpečnosť a spoľahlivosť v nádrži LNG, ktoré pravidelne fungujú na -162 stupňa.

Insight: Standard Charpy V - Notch Impact Testy to demonštrujú. Zatiaľ čo uhlíkové ocele môžu zaznamenať výrazné zníženie absorpcie nárazu energie pod bodom mrazu, 5083 hliníka zvyčajne vykazuje hodnoty nárazu, ktoré sa zvyšujú o 10 -20% pri -196 stupňoch v porovnaní s hodnotami teploty miestnosti, čo zaisťuje štrukturálnu integritu aj pri dynamickom zaťažení alebo menšom náraze pri kryogénnych teplotách.

2. Sila (v ťahu a výťažok): robustnosť pod tlakom

5083 má dostatočnú silu na výrobu masívnych, self - podporných štruktúr nádrže.

Pevnosť v ťahu: Normálna pevnosť v ťahu 5083-O je 270-310 MPa (39-45 ksi). Pre 5083-H321 sa môže pohybovať od 305 do 345 MPa (44 až 50 ksi). Pevnosť v ťahu môže pri kryogénnych teplotách v skutočnosti mierne stúpať.
Pevnosť výnosu: 5083-O má zvyčajne výťažkovú pevnosť 125-175 MPa (18-25 ksi), zatiaľ čo 5083-H321 má 215-260 MPa (31-38 ksi). Tieto čísla zaisťujú, že nádrž dokáže zvládnuť vnútorné tlaky LNG a externé sily.

3. Vynikajúca zvárateľnosť: Kritické pre veľké štruktúry

Veľké nádrže LNG vyžadujú významné zváranie . 5083, hliník je vysoko zvárateľný s využitím konvenčných metód, ako je zváranie oblúkových kovov (GMAW/MIG) a zváranie volfrámového oblúka (GTAW/TIG).
Na rozdiel od niektorých teplých - ošetriteľné zliatiny hliníka si po zváraní zachováva veľké percento svojej pevnosti základného kovu v teple - (HAZ).
Štandardný výplňový drôt (5183) je špeciálne vyvinutý tak, aby zodpovedal vlastnostiam 5083, čím sa zabezpečuje spoločná integrita.

4. Vynikajúci odpor korózie: dlhovekosť v tvrdých prostrediach

Vysoký obsah horčíka robí 5083 extrémne odolných voči všeobecnej korózii, najmä v morských a priemyselných prostrediach, čo je rozhodujúce pre nosiče LNG, ktoré prechádzajú slanou vodou.
Tento prirodzený odpor znižuje potrebu nákladných ochranných povlakov, čo znižuje náklady na údržbu a zvyšuje trvanlivosť.

5. Dobrá tvorba: formovanie komplexných geometrií

Napriek svojej pevnosti má 5083 hliníka vynikajúcu ťažnosť a formovateľnosť, čo umožňuje presné formovanie obrovských listov do zložitých geometrie potrebných pre sférické (MOSS - typu) alebo pre moderné kontajnmentové systémy LNG.

To umožňuje efektívnejšiu konštrukciu a optimálne návrhy nádrže.

6. Nízka hustota / ľahká: významné ekonomické a výkonnostné prínosy 

Hliník má hustotu približne 2,7 g/cm³, čo je zhruba jedna - tretí hustota ocele. Táto ľahká funkcia je obrovskou výhodou pre dopravcov LNG, ktorá priamo prekladá:
Zvýšená kapacita užitočného zaťaženia: S ľahšími nádržami je možné prepravovať viac nákladu na plavidlo.
Znížená spotreba paliva: Ľahšie nádoby využívajú menej energie, čo vedie k nižšej spotrebe paliva a prevádzkovým nákladom.
Nižšie emisie: priamo vedie k nižšej uhlíkovej stope v preprave.