Alloy 5052 er en af de mest specificerede aluminium-magnesiumlegeringer til marine strukturer. At vælge den rigtige pladetykkelse er altid en balance mellem strukturel styrke, vægt, svejsbarhed, korrosionsydelse og materialeomkostninger. Afsnittene nedenfor angiver tykkelsesintervallerne, der normalt rulles til skibsbygning, de standarder, der definerer dem, og de designkontroller, der bestemmer det endelige tal på en tegning.
Almindelig 5052 aluminiumpladetykkelsesområde til skibsbygning
Plader, der bruges til skrogskaller, dæk og indre struktur, rulles almindeligvis mellem 1,6 mm og 6 mm. Der produceres tungere sektioner til køl, motorleje og lokal forstærkning.
1,6 mm - 2.5 mm:letvægtsfartøjer, overbygninger, ikke-belastningsbærende-paneler og indvendige foringer.
3 mm - 4 mm:mellemstore-arbejdsbåde, små fragtskibe, dækplader og vandtætte skotter.
5 mm - 6 mm:større fartøjer, bundbelægning, køl og rammer, der bærer tunge belastninger eller stød.
Tykkelsestolerance skal angives i forhold til den bestilte standard, fordi den tilladte minusafvigelse er forholdsmæssigt større på tyndplade og direkte påvirker scantlingsberegningen.
Valg af tykkelse efter strukturel funktion
| Tykkelse | Typisk komponent | Design årsag |
|---|---|---|
| 1.6 - 2.5 mm | Overbygning, dækshuspaneler, indvendige beklædninger | Lav vægt, let formning og svejsning, tilstrækkelig stivhed med afstivninger |
| 3 - 4 mm | Hoveddæksbeklædning, skotter, brændstof- og vandtankvægge | Afbalanceret styrke, stivhed og vægt; god træthedsadfærd |
| 5 - 6 mm | Bundbelægning, køl, stel, motorsenge | Høj lokal styrke, slag- og slidstyrke i den belastede zone |
| 6 mm og derover | Kølsko, stilk, lokal forstærkning, lugekarme | Modstår jordingsbelastninger og koncentrerede kræfter fra maskineri |
Standarder og temperament bag tallene
Alloy 5052 er en ikke-varme-al-Mg-legering, der kan behandles og leveres i O, H32, H34 eller H112 temperament. Marinekvaliteter bestilles normalt i forhold til følgende dokumenter, og de angivne tykkelser, tolerancer og mekaniske værdier skal komme fra den samme standard, der blev brugt i designberegningen.
ASTM B928:høj-magnesium aluminiumlegeringsprodukter til marineservice og lignende miljøer.
ASTM B209:aluminiumsplade og -plade, inklusive legering 5052, med specificerede tykkelsestolerancer.
EN 485-2 og EN 485-4:mekaniske egenskaber og tolerancer for koldvalsede-plader, bånd og plader.
GB/T 3880.2 og GB/T 3880.3:mekaniske egenskaber og dimensionelle tolerancer for bearbejdet aluminiumsplade og -plade.
ISO 12215-serien:scantling- og designtryk til små fartøjer, som i vid udstrækning anvendes på aluminiumsskrog.
Typiske mekaniske værdier for udglødet 5052 er en trækstyrke på ca. 195 MPa med ca. 25 procent forlængelse; det arbejds-hærdede H32-temperering når omkring 230 MPa trækstyrke med en 0,2 procent prøvespænding nær 195 MPa. Den højere modstandskraft er grunden til, at H32 foretrækkes til dæk- og skrogbelægning, mens O-temperering er valgt, hvor der kræves en kraftig formning.
Sådan bestemmes den optimale tykkelse
Fartøjstype og formål:fritidsfartøjer foretrækker tyndere plettering for hastighed; arbejdsbåde og transportfartøjer har brug for tykkere plettering for holdbarhed.
Fartøjets størrelse:længere spændvidder og større forskydning øger bøjningsmomenterne og derfor pladetykkelsen.
Strukturel funktion:skal- og dækbeklædning er styret af lokalt tryk og afstivningsafstand; køl og bundplettering ved stød- og jordingsbelastninger.
Svejsning og fremstilling:5052 svejser let med 5356 eller 5554 tilsatstråd, men varmetilførsel og fugeforberedelse skal kontrolleres på tungere målere for at begrænse forvrængning.
Korrosion og belægning:tykkere plade bærer en større termisk masse, hvilket påvirker belægningens hærdning og vedhæftning; overfladeforberedelse forbliver den afgørende faktor for langsigtet-ydelse.
Omkostninger og vægt:hver ekstra millimeter tilføjer vægt, reducerer nyttelast og øger materiale- og brændstofomkostninger, så den mindste tykkelse, der overholder kravene, er normalt det økonomiske valg.
Effekt af tykkelse på fartøjets ydeevne
Reduktion af pladetykkelsen sænker slagvolumen, hvilket reducerer den nødvendige motoreffekt og brændstofforbrug og kan øge servicehastigheden. Øget tykkelse øger sektionsmodulet og udmattelseslevetiden, især i bunden og kølområdet, men overdreven tykkelse tilføjer vægt højt i strukturen og kan reducere stabilitetsmarginerne. Det optimale er derfor den tyndeste plade, der opfylder scantling-reglen, det lokale tryktilfælde og værftets svejse- og håndteringsgrænser.
Ofte stillede spørgsmål
Q: Hvilken tykkelse af 5052 aluminiumsplade bruges til bådskrog?
Skrog er oftest bygget fra 3 mm til 6 mm plade, med lettere fartøjer, der bruger 1,6 mm til 2,5 mm paneler og større arbejdsfartøjer, der bruger 6 mm og derover i bund- og kølområdet.
Spørgsmål: Er 5052 aluminium velegnet til plettering under-vandlinje?
Ja. 5052 modstår havvandskorrosion godt og bruges i vid udstrækning til fugtede overflader. Det skal være isoleret fra uens metaller og beskyttet mod sprækkeforhold omkring fastgørelseselementer og fittings.
Q: Hvilket temperament skal specificeres for marineplade?
H32 eller H34 er specificeret, hvor der kræves højere modstandsspænding til plettering, O-temperering, hvor pladen skal formes eller rulles til en snæver krumning, og H112 for varme-tyngre sektioner.
Q: Hvordan defineres pladetykkelsestolerance?
Tolerance er defineret af bestillingsstandarden, for eksempel ASTM B209 eller EN 485-4, og er udtrykt som en tilladt minus og plus afvigelse fra den nominelle tykkelse målt uden for de valsede kanter.
Q: Kan 5052-plade svejses uden efter-svejsevarmebehandling?
Ja. 5052 forstærkes ikke af varmebehandling, så svejsede samlinger kræver ikke efter-svejsevarmebehandling. Svejsning med 5356 fyldstof genopretter fugestyrken til niveauet af grundmetallet.
Q: Forbedrer tykkere 5052-plader brændstofeffektiviteten?
Nej, det modsatte. Tykkere plade øger forskydning og fugtet overflade, hvilket øger strømbehovet. Tykkelse bør derfor baseres på strukturelle krav og ikke på en effektivitetsantagelse.
