Сплав 5052 е една от най-широко използваните алуминиево-магнезиеви сплави за морски конструкции. Изборът на правилната дебелина на плочата винаги е баланс между структурна здравина, тегло, заваряемост, устойчивост на корозия и цена на материала. Разделите по-долу определят диапазоните на дебелината, които обикновено се валцуват за корабостроенето, стандартите, които ги определят, и проверките на дизайна, които определят окончателното число на чертежа.
Често срещан диапазон на дебелината на алуминиевата плоча 5052 за корабостроенето
Плочите, използвани за обшивки на корпуса, палуби и вътрешна структура, обикновено се валцуват между 1,6 mm и 6 mm. Произвеждат се по-тежки секции за килове, двигателни легла и локално усилване.
1,6 mm - 2.5 mm:леки плавателни съдове, надстройки, не{0}}носещи-панели и вътрешни облицовки.
3 mm - 4 mm:средни{0}}работещи лодки, малки товарни кораби, палубна обшивка и водонепроницаеми прегради.
5 mm - 6 mm:по-големи съдове, обшивка на дъното, килове и рамки, които носят тежки товари или удари.
Толерансът на дебелината трябва да бъде цитиран спрямо поръчания стандарт, тъй като допустимото минус отклонение е пропорционално по-голямо при тънък лист и пряко влияе върху изчислението на размерите.
Избор на дебелина по структурна функция
| Дебелина | Типичен компонент | Дизайн Причина |
|---|---|---|
| 1.6 - 2.5 мм | Надстройка, панели на рубката, вътрешни облицовки | Ниско тегло, лесно формоване и заваряване, адекватна твърдост с усилватели |
| 3 - 4 мм | Обшивка на основната палуба, прегради, стени на резервоари за гориво и вода | Балансирана сила, твърдост и тегло; добро поведение при умора |
| 5 - 6 мм | Обшивка на дъното, кил, рамки, легла на двигателя | Висока локална якост, устойчивост на удар и абразия в натоварената зона |
| 6 mm и повече | Килова обувка, стебло, местно усилване, комингси на люкове | Издържа на натоварване от заземяване и концентрирани сили от машини |
Стандарти и нрави зад числата
Alloy 5052 е -термично-Al-Mg сплав и се доставя в температура O, H32, H34 или H112. Морските класове обикновено се поръчват спрямо следните документи, а цитираните дебелина, толеранс и механични стойности трябва да произтичат от същия стандарт, използван при проектното изчисление.
ASTM B928:високо-продукти от магнезиево-алуминиева сплав за морски услуги и подобни среди.
ASTM B209:алуминиеви листове и плочи, включително сплав 5052, с определени допустими отклонения на дебелината.
EN 485-2 и EN 485-4:механични свойства и допустими отклонения за студено{0}}валцувани листове, ленти и плочи.
GB/T 3880.2 и GB/T 3880.3:механични свойства и допустими отклонения на размерите за кована алуминиева плоча и лист.
Серия ISO 12215:размери и проектни налягания за малки плавателни съдове, широко прилагани за алуминиеви корпуси.
Типичните механични стойности за закален 5052 са якост на опън от около 195 MPa с приблизително 25 процента удължение; работно{3}}закалената температура H32 достига около 230 MPa на опън с 0,2 процента напрежение на разкъсване близо до 195 MPa. По-високото напрежение на издръжливост е причината H32 да се предпочита за обшивка на палубата и корпуса, докато температурата O се избира там, където се изисква тежко формоване.
Как да определите оптималната дебелина
Вид и предназначение на съда:плавателните съдове за отдих предпочитат по-тънка обшивка за скорост; работните лодки и транспортните съдове се нуждаят от по-дебело покритие за издръжливост.
Размер на съда:по-дългите разстояния и по-голямото изместване повишават огъващите моменти и следователно дебелината на плочата.
Структурна функция:корпусът и палубната обшивка се управляват от локалното налягане и разстоянието между усилващите елементи; килове и дънна обшивка от ударни и заземителни натоварвания.
Заваряване и производство:5052 се заварява лесно с тел за пълнене 5356 или 5554, но внасянето на топлина и подготовката на фугата трябва да се контролират при по-тежки калибри, за да се ограничи изкривяването.
Корозия и покритие:по-дебелата плоча носи по-голяма топлинна маса, която влияе върху втвърдяването и адхезията на покритието; подготовката на повърхността остава решаващият фактор за-дълготрайно представяне.
Цена и тегло:всеки допълнителен милиметър добавя тегло, намалява полезния товар и увеличава разходите за материали и гориво, така че минималната съвместима дебелина обикновено е икономическият избор.
Ефект на дебелината върху производителността на съда
Намаляването на дебелината на плочата намалява обема, което намалява необходимата мощност на двигателя и разхода на гориво и може да повиши скоростта на обслужване. Увеличаването на дебелината повишава модула на сечението и издръжливостта на умора, особено в областта на дъното и кила, но прекомерната дебелина добавя високо тегло в структурата и може да намали границите на стабилност. Следователно оптималното е най-тънката плоча, която отговаря на правилото за размери, случая на локално налягане и ограниченията за заваряване и манипулиране в двора.
Често задавани въпроси
В: Каква дебелина на 5052 алуминиева плоча се използва за корпуси на лодки?
Корпусите най-често се изграждат от плоча с дебелина 3 mm до 6 mm, като по-леките кораби използват панели от 1,6 mm до 2,5 mm, а по-големите работни съдове използват 6 mm и повече в областта на дъното и кила.
В: Алуминий 5052 подходящ ли е за покритие под-водолинията?
Да. 5052 издържа добре на корозията от морска вода и се използва широко за мокри повърхности. Тя трябва да бъде изолирана от различни метали и защитена от пукнатини около крепежни елементи и фитинги.
Въпрос: Коя температура трябва да бъде посочена за морска чиния?
H32 или H34 е посочено, когато е необходимо по-високо напрежение на издръжливост за обшивка, O темпериране, когато плочата трябва да бъде формована или валцована до плътна кривина, и H112 за горещо валцувани по-тежки секции.
В: Как се определя толерансът на дебелината на плочата?
Толерансът се определя от стандарта за поръчка, например ASTM B209 или EN 485-4, и се изразява като допустимо минус и плюс отклонение от номиналната дебелина, измерена извън валцованите ръбове.
Въпрос: Може ли плоча 5052 да бъде заварена без термична обработка след-заваряване?
Да. 5052 не се укрепва чрез термична обработка, така че заварените съединения не изискват термична обработка след-заваряване. Заваряването с пълнител 5356 възстановява здравината на съединението до нивото на основния метал.
Въпрос: По-дебелата плоча 5052 подобрява ли горивната ефективност?
Не, обратното. По-дебелата плоча увеличава изместването и мократа повърхност, което увеличава потреблението на мощност. Следователно дебелината трябва да се основава на структурни изисквания, а не на предположение за ефективност.
