Hliník se stal výchozím materiálem trupu pro hoblovací plavidla, pracovní čluny, pilotní čluny, katamarány a vnitrozemské osobní lodě, protože kombinuje vysoký poměr pevnosti-k{1}}hmotnosti s životností měřenou v desetiletích. Komplikace spočívá v tom, že mořské prostředí rychle trestá nesprávnou volbu slitiny, takže výběr jakosti musí sledovat umístění každé součásti, nikoli jedinou plošnou specifikaci.
Rodiny námořní slitiny: řady 5xxx a 6xxx
Práci dělají dvě rodiny slitin. Řada 5xxx legovaná převážně hořčíkem nabízí nejlepší kombinaci odolnosti vůči slané vodě a svařitelnosti, proto dominuje oplechování trupu a dna. Řada 6xxx, legovaná hořčíkem a křemíkem, poskytuje vyšší pevnost a lepší vytlačitelnost, díky čemuž je přirozenou volbou pro paluby, nástavby, rámy a výlisky.
V rámci skupiny 5xxx se 5083 stala referenční slitinou trupu. Dodává se nejčastěji v temperaci H116, která je speciálně vyvinuta tak, aby odolávala intergranulárnímu napadení v mořské vodě, kombinuje dobrou pevnost s vynikajícími svařovacími vlastnostmi. Tam, kde je potřeba vyšší odolnost proti promáčknutí, nabízí 5456 více obojího, za cenu přísnější svařovací disciplíny.
Odolnost proti korozi ve slané vodě
Korozní chování je řízeno chemií a temperací. 5083 je formulováno s železem udržovaným na maximu 0,40 % a mědí na maximu 0,10 %, což omezuje tvorbu katodických fází, které způsobují důlkovou korozi a galvanický útok. Temperace H116 dále stabilizuje mikrostrukturu proti senzibilizaci během svařování, takže deska nevytváří souvislou anodickou síť podél hranic zrn.
Dva režimy selhání si zaslouží pozornost spíše během návrhu než po spuštění:
Galvanická koroze na různých kovových spojích, zejména spojovacích prvků z nerezové oceli v hliníkové konstrukci. Izolační podložky, manžety a tmel jsou povinné, nikoli volitelné.
Štěrbinová koroze ve stojatých vlhkých oblastech, jako jsou stokové prostory, armatury pod palubou a za špatně odvodněnými konzolami, kde je omezený přístup kyslíku.
Eloxovací a nátěrové systémy dále prodlužují životnost. 25 µm anodická vrstva na exponovaných součástech může zhruba zdvojnásobit životnost v drsném mořském prostředí, zatímco slitiny 6xxx používané nad vodoryskou normálně potřebují epoxidový systém, aby se zabránilo důlkové korozi.
Síla, tloušťka a výběr slitiny podle místa
| Umístění | Slitina a temper | Typická tloušťka | Typická mez kluzu |
|---|---|---|---|
| Oplechování trupu pod čarou ponoru | 5083-H116 | 4-8 mm | Asi 228 MPa |
| Boční skořepina nad vodoryskou | 5083-H116 nebo 5086-H116 | 3-6 mm | Asi 214 MPa |
| Spodní a příďová část s vysokým{0}}dopadem | 5456-H116 | 6-10 mm | Asi 255 MPa |
| Palubní nosníky a konstrukční profily | Extruze 6061-T6 | Podle profilu | Asi 276 MPa |
| Vnitřní skříňky a obklady | list 5052-H32 | 1,5-3 mm | Asi 193 MPa |
| Nábytkové a ozdobné profily | Extruze 6063-T5 | Podle profilu | Asi 145 MPa |
Všimněte si praktického obrácení v této tabulce: 6061-T6 má nejvyšší mez kluzu z uvedených slitin, přesto se nepoužívá pro pokovování trupu. Pevnost není omezujícím faktorem pod čarou ponoru; trvalou odolnost proti korozi a integritu svaru.
Výroba, svařování a povrchová ochrana
Výběr plniva: Plnič 5356 je standardní pro svařování trupu 5083 a 5086, přičemž 5556 se používá tam, kde je požadována vyšší-pevnost svaru.
Kontrola zkreslení: hliník vede teplo zhruba pětkrát rychleji než ocel, takže pro zachování spravedlnosti u velkých panelů jsou nezbytné silnější housenky, vyvážené svařovací sekvence a výztuhy.
Protiskluzové povrchy: embosovaná nebo vzorovaná deska 5083 se používá pro pochozí povrchy a poskytuje přilnavost bez povlaku, který by se mohl odštípnout.
Nátěrový systém: schválený základní nátěr kompatibilní s hliníkem- pod antivegetativní vrstvou pod čarou ponoru a epoxidový nebo polyuretanový systém nad ní.
Kontrola: pravidelné kontroly by se měly soustředit na štěrbinové koroze, svarové špičky a stav galvanického oddělení u každého upevnění z nerezové oceli.
Cena versus životnost
Námořní-deska obvykle stojí o 20-30 % více než standardní komerční hliník. Pojistné se vymáhá dvěma způsoby. Za prvé, trup vysoké{5}}třídy lze postavit z o něco tenčího rozchodu než alternativní-třídy, přičemž stále splňuje stejné konstrukční požadavky, což kompenzuje část nákladů na materiál. Zadruhé, oprava-korozí na trupu, který byl postaven ze špatné třídy, je mnohem dražší než prémie za původní materiál a obvykle přichází v období, kdy by plavidlo mělo vydělávat. Pro klasifikační práce se štítek normálně objednává podle ASTM B928 pro námořní produkty s vysokým obsahem hořčíku nebo podle ASTM B209, kde platí obecné tolerance desek.
FAQ
Otázka: Jaká je nejlepší hliníková slitina pro trupy lodí?
5083 v temperování H116 je zavedenou volbou pro oplechování trupu a dna, protože kombinuje vysoký obsah hořčíku, odolnost proti korozi v mořské vodě a spolehlivou svařitelnost. 5456-H116 se používá tam, kde je potřeba větší odolnost proti nárazu.
Otázka: Proč se nad vodoryskou používá 6061-T6 místo 5083?
6061-T6 poskytuje vyšší mez kluzu a vytlačuje se do složitých konstrukčních profilů, což vyhovuje palubním nosníkům a rámování nástavby. Jeho korozní vlastnosti jsou dostatečné nad vodou, když je povrch opatřen nátěrem.
Otázka: Jak tlusté by mělo být oplechování trupu?
4-8 mm 5083-H116 je typický pro hoblování trupů a pracovních člunů ve velikostní řadě běžně vyráběných z hliníkového plechu, s 3-6 mm nad vodoryskou a těžšími sekcemi na přídi a nárazových zónách.
Otázka: Jak se zabrání galvanické korozi na hliníkovém člunu?
Izolací každé nerezové nebo bronzové armatury pomocí izolačních podložek, objímek a tmelu, udržováním rozdílných kovů mimo stojatou vodu a udržováním povlaků a systémů anodické ochrany.
Otázka: Pomáhá eloxování lodním hliníkovým součástem?
Ano. 25 µm anodická vrstva může zhruba zdvojnásobit životnost exponovaných armatur v drsném mořském prostředí a součásti 6xxx obvykle také nesou epoxidový povlak, aby se zabránilo důlkové korozi.
Otázka: Stojí mořský-hliník za dodatečné náklady?
Námořní-deska stojí o 20–30 % více než standardní materiál, ale tenčí měrky zůstávají konstrukčně přijatelné a náklady na opravu koroze jsou mnohem nižší, takže prémie se obvykle vrátí během životnosti plavidla.
