Алюминиевая пластина для судостроения


Алюминиевая пластина стала основным материалом в современном судостроении, особенно для высокоскоростных судов, паромов, патрульных катеров, рабочих катеров и морских сооружений. Сочетание малого веса, превосходной коррозионной стойкости и высокого соотношения прочности к весу предлагает верфям мощную альтернативу традиционным стальным конструкциям.

Особенности морской алюминиевой пластины

Легкий вес с высокой прочностью

Плотность алюминия составляет примерно одну треть плотности стали, что позволяет существенно снизить вес корпусов и надстроек.

СвойствоТипичное значение*Комментарий
Плотность~2,70 г/см³≈ 35–40% обычных судовых сталей.
Предел прочности (5083-H116)270–330 МПаВысокий для нетермообрабатываемого сплава
Предел текучести (5083-H116)125–215 МПаЗависит от толщины и темперамента
удлинение10–16%Хорошая пластичность для формования

*Значения типичны и предназначены только для справки.

Снижение веса напрямую приводит к увеличению грузоподъемности, снижению расхода топлива и улучшению устойчивости или скорости, в зависимости от проектных целей судна.

Отличная стойкость к морской коррозии

Алюминиевые пластины морского класса, особенно серий 5xxx и 6xxx, предназначены для защиты от:

  • Питтинговая и щелевая коррозия в морской воде
  • Атака по атмосфере и зоне брызг
  • Гальваническая коррозия при правильной изоляции от разнородных металлов.

Легирование магнием и микроэлементами образует стабильную пассивную оксидную пленку, сводящую к минимуму техническое обслуживание и продлевающую срок службы.

Серия сплавовОсновной легирующий элементКоррозионная стойкость в морской водеТипичная область использования
5хххМагний (Мг)Очень хорошийКорпуса, палубы, танки
6хххМг + SiХорошее (с покрытием/анодированием)Надстройки, интерьеры

Хорошая свариваемость и изготовление

Морские алюминиевые пластины оптимизированы для распространенных методов изготовления на верфях:

Этап изготовленияПригодностьПримечания
Сварка МИГ/ТИГОтлично подходит для серий 5xxx, 6xxx.Низкая склонность к горячему растрескиванию при контроле
Резка (плазма/лазер)Очень хорошийЧистые края, минимум искажений
Холодная штамповка/гибкаХорошая пластичностьБольшой радиус рекомендуется для толстых пластин.
ОбработкаОт хорошего до умеренногоСтружкообразование улучшается с серией 6xxx

Низкие требования к предварительному нагреву, стабильные сварочные ванны и хорошие свойства после сварки делают алюминиевый лист привлекательным для модульного и блочного строительства на верфях.

Показатели пожарной безопасности и безопасности

Алюминий не горит, но теряет прочность при повышенных температурах. Правила проектирования и рекомендации классификационного общества определяют:

АспектПоведение алюминиевой пластины
Температура плавления~660 °С
Сохранение прочностиСнижается выше ~200–250 °C.
Меры пожарной безопасностиИзоляция, огнестойкие переборки, противопожарное зонирование

В сочетании с соответствующими системами изоляции алюминиевые надстройки могут соответствовать требованиям IMO и класса противопожарной защиты.

Общие морские алюминиевые сплавы

Серии 5xxx (Al-Mg) и 6xxx (Al-Mg-Si) доминируют в судостроении.

СплавРядПримеры условийОсновное использование на кораблях
50835хххО, Х111, Х116, Х321Обшивка корпуса, днища, борта
50865хххХ116, Х32Корпуса, палубы, ледоукрепленные участки
54545хххХ111, Х32Цистерны, грузовые трюмы, детали под давлением
54565хххХ116, Х321Высокопрочные корпусные конструкции
57545хххО, H111Террасы, полы, внутренние конструкции
60616хххТ4, Т6Мачты, арматура, механически обработанные детали
60826хххТат, тат1Надстройки, ребра жесткости, профили

Ориентировочный химический состав (мас. %)

Значения незначительно различаются в зависимости от стандарта (например, EN, ASTM, GB). Ниже приведены типичные диапазоны:

СплавИФеCuМин.мгКрЗнИзАл
5083≤0,40≤0,40≤0,100,40–1,004,0–4,90,05–0,25≤0,25≤0,15Баланс
5086≤0,40≤0,50≤0,100,20–0,703,5–4,5≤0,25≤0,25≤0,15Баланс
5454≤0,25≤0,40≤0,100,50–1,02,4–3,0≤0,20≤0,25≤0,20Баланс
5754≤0,40≤0,40≤0,100,30–0,502,6–3,6≤0,30≤0,20≤0,15Баланс
60820,70–1,30≤0,50≤0,100,40–1,00,60–1,2≤0,25≤0,20≤0,10Баланс

Типичные механические и физические свойства

Значения являются ориентировочными для распространенных морских температур и диапазонов толщин.

Механические свойства

Сплав-ЗакалкаТолщина (мм)Предел прочности Rm (МПа)Предел текучести Rp0,2 (МПа)Удлинение А50 (%)
5083-H1164–12270–330125–21510–16
5083-H3214–12270–330215–2608–12
5086-H1164–12260–320110–24010–16
5454-H324–12215–285125–20012–18
5754-H1114–12190–24080–13014–20
6082-Тт6–40260–310240–2608–10

Физические свойства

СвойствоТипичное значение
Плотность~2,70 г/см³
Модуль упругости~70 ГПа
Коэффициент теплового расширения~23 × 10⁻⁶ /К
Теплопроводность120–180 Вт/(м·К)
Электропроводность30–40% МАКО

Стандартные размеры и формы поставки

Морские алюминиевые пластины доступны в широком диапазоне размеров, чтобы соответствовать различным секциям судна и философии дизайна.

ПараметрТипичный диапазон
Толщина3 – 100 мм (по индивидуальному заказу)
Ширина1000 – 3000 мм (широкая пластина для корпусов)
Длина2000 – 12000 мм (длинные панели)
Состояние поверхностиФрезерованная обработка, дробеструйная обработка, грунтовка
Краевое состояниеФрезерованные, распиленные или обработанные кромки
СтандартыЕН 485/5083; АСТМ Б209; Допуски DNV, ABS, LR

Большие широкие пластины сокращают количество сварных швов, улучшая структурную целостность и экономя время изготовления.

Применение в судостроении и морском строительстве

Корпусные конструкции

Алюминиевая пластина широко используется в несущих частях корпуса, особенно там, где важна высокая скорость и экономия веса.

Компонент корпусаРекомендуемый сплав/закалПреимущества
Боковая оболочка и нижняя обшивка5083-H116 / 5086-H116Высокая прочность, отличная устойчивость к морской воде
Килевая, скуловая, скуловая зоны5083-H321/5456-H116Улучшенная усталостная устойчивость
Транцевые конструкции5083-H116Свариваемый, выдерживает динамические нагрузки.

Примеры применения:

  • Высокоскоростные пассажирские паромы
  • Береговые патрульно-спасательные суда
  • Лоцманские катера, суда для перевозки экипажей

Палубы и надстройки

Для палуб, жилых блоков и рулевых рубок алюминий обеспечивает значительное снижение веса верхней части, повышение устойчивости и позволяет проектировщикам поднимать надстройки или добавлять оборудование, не нарушая центр тяжести.

ОбластьТипичный сплавФункции
Основная и верхняя палубы5083, 5754Доступны нескользящие модели; крепкий
Панели надстройки5083, 6082Жесткий, но легкий для высоких палуб.
Крыши и навесы5754, 6082Хорошая формуемость и внешний вид

Танки и грузовые системы

Некоторые сплавы 5xxx хорошо подходят для резервуаров, особенно там, где требуется умеренное давление и устойчивость к коррозии.

Тип танкаПредпочтительный сплавПричины
Резервуары с пресной водой5083, 5454Очищаемость, устойчивость к коррозии
Топливные и сервисные баки5083, 5454Совместим с топливом, хорошая свариваемость.
Балластные цистерны5083-H116Устойчивость к морской воде, прочность конструкции

Для химических грузов или грузов сжиженного нефтяного газа/СПГ специальные системы сплавов и футеровки должны соответствовать правилам совместимости грузов и требованиям класса.

Морские и рабочие конструкции лодок

В морских и промышленных условиях алюминиевые пластины используются там, где снижение веса и защита от коррозии повышают эффективность работы.

СтруктураРоль алюминиевой пластины
Катамараны и лодки для экипажаЛегкий корпус для высокой скорости перевозки
Морские жилые модулиУменьшен вес надстройки на платформах.
Трапы и вертолетные площадкиПростота в обращении, меньшая нагрузка на опоры
Пандусы и двериМалый вес для частой эксплуатации.

Соображения проектирования и классификации

Чтобы безопасно и эффективно использовать алюминиевые пластины в судостроении, дизайнеры и покупатели обычно учитывают:

Аспект дизайнаРассмотрение алюминиевой пластины
Правила классификацииСоответствие DNV, ABS, LR, BV, CCS и т. д.
Совместный дизайнДетали сварного шва, эффективность соединения, усталостные характеристики
Защита от коррозииСистемы окраски, катодная защита, изоляция из стали.
Противопожарная изоляцияКодекс FTP IMO, класс А, применение изоляции
Усталость и вибрацияТолщина пластины, расстояние между ребрами жесткости, последовательность сварки

Сотрудничество проектировщиков, верфей и поставщиков материалов помогает оптимизировать выбор сплавов, толщину пластин и методы изготовления.

Категория преимуществПреимущество морского использования
МассаМеньшее водоизмещение, более высокая полезная нагрузка, лучшая скорость
Коррозионная стойкостьДлительный срок службы с меньшими затратами на техническое обслуживание
ИзготовлениеСвариваемые, формуемые, совместимые с современными верфями
БезопасностьНегорючий; соответствует правилам класса с изоляцией
Стоимость жизненного циклаЭкономия топлива и время безотказной работы компенсируют первоначальные затраты на материалы.

Благодаря выбору подходящего сплава, закалки и размеров пластин алюминиевые пластины для судостроения представляют собой надежное и эффективное решение для широкого спектра судов — от быстроходных паромов и патрульных судов до морских судов поддержки и специализированных рабочих катеров.

https://www.aluminumplate.net/a/aluminium-plate-for-ship-building.html

Связанный Товары

Связанный Блог

Оставить сообщение

*
*
*