Защо морската вода е твърда за алуминия
Морската вода е една от най-корозивните естествени среди за метали, комбинирайки хлоридни йони, кислород, биозамърсяване и температурни промени. Алуминият оцелява, защото неговият повърхностен оксиден филм се само-възстановява, но защитното поведение зависи силно от химическия състав на сплавта. Мед-съдържащите сплави като фамилиите 2xxx и 7xxx страдат от ускорена атака в хлоридни разтвори, тъй като медта създава микро-галванични клетки с алуминиевата матрица. Семейството 5xxx алуминий-магнезий избягва този проблем, поради което доминира в морското строителство. В рамките на семейството 5xxx, съдържанието на магнезий, температурата и контролът на утаяването на-граничните зърна определят доколко добре сплавта издържа на питинг, междукристална корозия и корозионно напукване-напрежение в продължение на десетилетия на експлоатация.
5083-H116: Еталонът за постоянно потапяне
5083 съдържа около 4,0-4,9% магнезий и е най-здравата обичайна морска сплав. Закалката H116 е специално проектирана за морска и друга корозивна употреба: нейната контролирана работа и термична история предотвратяват непрекъснатото утаяване на границите на зърната-на бета фазата, което може да направи над-старите 5xxx сплави податливи на междукристална атака. При тестване със солен спрей съгласно ASTM B117, 5083-H116 обикновено надхвърля 1000 часа без покритие и скоростта му на корозия в умерена морска вода е ниска, около 0,015 mm/година. Ето защо класификационните дружества приемат 5083-H116 за корабни корпуси и офшорни платформи и защо той осигурява експлоатационен живот от десетилетия в морска вода. По-високата му цена от 5052 е оправдана от по-дългия живот без поддръжка.
5052-H32: Рентабилно умерено морско обслужване
5052 съдържа около 2,2-2,8% магнезий и предлага адекватна защита от корозия за крайбрежни конструкции и лодки, които не са постоянно потопени. Скоростта му на корозия в умерена морска вода е приблизително 0,025 mm/година, по-висока от 5083, но все още приемлива за много приложения. Характеристиката H32 осигурява добър баланс на здравина и възможност за формоване, който отговаря на сложните форми на корпуса на рибарски лодки и малки плавателни съдове. 5052 струва по-малко от 5083 и е по-лесен за формоване, което го прави икономичен избор за докове, крайбрежни обшивки и плавателни съдове с проектен живот от 15-20 години. За заварени конструкции 5052 се заварява лесно, въпреки че се прилагат същите контроли на входящата топлина за запазване на корозионните характеристики.
6061-T6 и границите 7xxx в морска вода
6061-T6 често се използва в лодки, но не е предназначен за постоянно потапяне в морска вода. Съдържанието му на мед, около 0,15-0,4%, създава микро-галванични клетки в хлоридни разтвори и междукристалната корозия може да се разпространи няколко пъти по-бързо, отколкото в 5xxx сплави. Анодирането забавя питинга в зоните на пръскане, но не го елиминира, а корозионното напукване под напрежение е риск в морската атмосфера за силно натоварени части. Практическото правило е да се ограничи 6061 до надводни компоненти като мачти, парапети и вътрешно оборудване. Сплавите 7xxx имат дори по-висока якост, но по-ниска устойчивост на корозия и се използват в морски приложения само с облицовки, покрития и внимателна катодна защита, обикновено във военноморски и аерокосмически контекст, а не в търговски корпуси.
Изпълнение на заварени съединения
Заваряването променя микроструктурата на сплавите 5xxx и може да повлияе на устойчивостта на корозия, ако не се контролира. Използването на подходящ алуминиев-магнезиев пълнител като ER5356 поддържа висока част от корозионните характеристики на основния метал в заваръчния шев. Засегнатата от топлина-зона може да показва по-високи нива на питинг, освен ако входящата топлина не е ограничена и, където е посочено, се прилага облекчаване на напрежението. Дву-странните заварки предотвратяват корозията на пукнатините в препокриващите се съединения, а почистването след-заварката трябва да отстрани остатъците от флюс и оксид, които могат да предизвикат галванична атака. При подходяща процедура заварените конструкции 5083 и 5086 постигат дълга експлоатация в зони на приливи и пръски, поради което одобрените спецификации на процедурата за заваряване се изискват от класификационните дружества за морско производство.
Избор на правилната морска сплав
Започнете с експозицията: постоянно потапяне, зона на пръски или атмосферно крайбрежно обслужване. За постоянно потапяне и първична структура, посочете 5083-H116 или H321, със сертификат като DNV или ABS, където проектът го изисква. За умерено натоварване и чувствителни-разходи компилации, 5052-H32 е подходящ. За надводни фитинги, където се искат здравина и анодиране, 6061-T6 работи със защита. Винаги посочвайте внимателно температурата, тъй като грешната температура може да отмени корозионната устойчивост на сплавта, проверете състава в сертификата на мелницата и следвайте одобрените процедури за заваряване. Правилната сплав, температурата и производството заедно, а не самата сплав, определят живота на морската алуминиева конструкция.
ЧЗВ
Коя алуминиева сплав има най-добра устойчивост на корозия в морска вода?
5083-H116 е широко считан за най-добрата комбинация от здравина и устойчивост на корозия в морска вода за структурно обслужване, с 5086-H32 близо зад него. За максимална устойчивост на корозия, където здравината е по-маловажна, 5052 също се представя много добре на по-ниска цена.
Защо 6061 не се препоръчва за постоянно потапяне в морска вода?
6061 съдържа мед, която образува микро-галванични елементи с алуминиевата матрица в хлоридни разтвори, ускорявайки междукристалната корозия. Той е отличен за-надводна морска употреба, но трябва да бъде защитен с покрития или анодиране за обслужване в-зона за пръски.
Предпазва ли анодирането алуминия в морската вода?
Анодирането осигурява твърд защитен слой, който значително забавя корозията в зоните на пръски и морската атмосфера, но не е пълна бариера. Драскотините и ръбовете могат да разкрият основния метал, така че за постоянно потапяне изборът на сплав и дизайнът са по-важни от всяка повърхностна обработка.
Какъв добавъчен метал трябва да се използва за заваряване на 5083?
Алуминиево-магнезиевият пълнител като ER5356 е стандартният избор, поддържащ висока част от здравината и устойчивостта на корозия на основния метал. Процедурата за заваряване, включително контрол на входящата топлина, трябва да бъде квалифицирана за морски услуги.
Може ли 5083 да се използва за криогенни резервоари, както и за морска служба?
Да. 5083 остава здрав при много ниски температури и се използва широко за резервоари за втечнен газ, а устойчивостта му на корозия е подходяща за морски и химически услуги. Това е една от най-универсалните високо-ефективни алуминиеви сплави.