بهترین آلیاژهای آلومینیومی مقاوم در برابر خوردگی برای آب دریا

چرا آب دریا برای آلومینیوم سخت است؟

آب دریا یکی از خورنده ترین محیط های طبیعی برای فلزات است که یون های کلرید، اکسیژن، رسوب زیستی و تغییرات دما را ترکیب می کند. آلومینیوم زنده می ماند زیرا لایه اکسید سطح آن خود-ترمیم می شود، اما رفتار محافظتی به شدت به شیمی آلیاژ بستگی دارد. آلیاژهای حاوی مس مانند خانواده‌های 2xxx و 7xxx در محلول‌های کلرید تسریع می‌شوند زیرا مس سلول‌های میکرو-گالوانیکی را با ماتریس آلومینیوم ایجاد می‌کند. خانواده آلومینیومی 5xxx{9}}منیزیم از این مشکل جلوگیری می کند، به همین دلیل است که بر ساخت و سازهای دریایی غالب است. در خانواده 5xxx، محتوای منیزیم، مزاج و کنترل بارندگی مرزی تعیین می‌کند که آلیاژ در طول دهه‌های خدمت چقدر در برابر خوردگی، خوردگی بین دانه‌ای و تنش مقاومت می‌کند.

5083-H116: معیار برای غوطه وری دائم

5083 حاوی حدود 4.0{4}}4.9٪ منیزیم است و قوی ترین آلیاژ معمول دریایی است. مزاج H116 به طور خاص برای خدمات دریایی و سایر خدمات خورنده طراحی شده است: سابقه کار کنترل شده و حرارتی آن مانع از بارش مداوم دانه-مرز فاز بتا می‌شود که می‌تواند آلیاژهای بیش از- 5xxx را مستعد حمله بین دانه‌ای کند. در آزمایش پاشش نمک برای هر ASTM B117، 5083-H116 معمولاً بیش از 1000 ساعت بدون پوشش است و نرخ خوردگی آن در آب دریا معتدل کم است، حدود 0.015 میلی متر در سال. به همین دلیل است که انجمن های طبقه بندی 5083-H116 را برای بدنه کشتی ها و سکوهای دریایی می پذیرند و به همین دلیل است که عمر خدمات دهی را در آب دریا ارائه می دهد. هزینه بالاتر آن نسبت به 5052 با عمر طولانی تر و بدون تعمیر و نگهداری توجیه می شود.

5052-H32: خدمات دریایی متوسط ​​مقرون به صرفه

5052 حاوی حدود 2.2-2.8 درصد منیزیم است و حفاظت در برابر خوردگی کافی را برای سازه‌های ساحلی و قایق‌هایی که به طور دائم غوطه‌ور نمی‌شوند ارائه می‌کند. نرخ خوردگی آن در آب دریا معتدل تقریباً 0.025 میلی متر در سال است که بالاتر از 5083 است اما هنوز برای بسیاری از کاربردها قابل قبول است. مزاج H32 تعادل خوبی از استحکام و شکل‌پذیری را فراهم می‌کند، که مناسب شکل‌های بدنه پیچیده قایق‌های ماهیگیری و کشتی‌های کوچک است. 5052 کمتر از 5083 هزینه دارد و شکل‌دهی آن آسان‌تر است، و آن را به انتخاب اقتصادی برای اسکله‌ها، روکش‌های ساحلی و کشتی‌هایی با عمر طراحی 15 تا 20 سال تبدیل می‌کند. برای سازه های جوش داده شده، 5052 به راحتی جوش می شود، اگرچه همان کنترل های ورودی گرما برای حفظ عملکرد خوردگی اعمال می شود.

6061-T6 و محدودیت های 7xxx در آب دریا

6061{4}}T6 اغلب در قایق ها استفاده می شود، اما برای غوطه وری دائمی در آب دریا در نظر گرفته نشده است. محتوای مس آن، حدود 0.15-0.4 درصد، سلول‌های میکرو-گالوانیکی را در محلول‌های کلرید ایجاد می‌کند و خوردگی بین دانه‌ای می‌تواند چندین برابر سریع‌تر از آلیاژهای 5xxx منتشر شود. آندایز کردن گودال را در نواحی پاشش به تاخیر می اندازد اما آن را از بین نمی برد و ترک خوردگی تنشی در اتمسفر دریایی برای قطعات بسیار تحت تنش خطری است. قانون عملی این است که 6061 را به اجزای بالای آب مانند دکل ها، نرده ها و یراق آلات داخلی محدود کنید. آلیاژهای 7xxx حتی استحکام بالاتری دارند اما مقاومت در برابر خوردگی کمتری دارند و در کاربردهای دریایی فقط با روکش‌ها، پوشش‌ها و حفاظت کاتدی دقیق استفاده می‌شوند، به طور کلی در زمینه‌های دریایی و هوافضا به جای بدنه‌های تجاری.

عملکرد اتصالات جوش داده شده

جوشکاری ریزساختار آلیاژهای 5xxx را تغییر می دهد و در صورت عدم کنترل می تواند بر مقاومت در برابر خوردگی تأثیر بگذارد. استفاده از پرکننده‌های آلومینیومی{2}}منیزیم مانند ER5356 نسبت بالایی از عملکرد خوردگی فلز پایه در جوش را حفظ می‌کند. منطقه تحت تأثیر گرما{5}}می‌تواند نرخ حفره‌های بالاتری را نشان دهد مگر اینکه ورودی گرما محدود باشد و در موارد مشخص، کاهش تنش اعمال شود. جوش‌های دو طرفه از خوردگی شکافی در اتصالات لبه جلوگیری می‌کنند و تمیز کردن بعد از جوش باید بقایای شار و اکسید را که می‌توانند باعث حمله گالوانیکی شوند، حذف کند. با رویه مناسب، سازه های جوش داده شده 5083 و 5086 به خدمات طولانی در مناطق جزر و مد و پاشش دست می یابند، به همین دلیل است که مشخصات روش جوشکاری تایید شده توسط انجمن های طبقه بندی برای ساخت دریایی مورد نیاز است.

انتخاب آلیاژ دریایی مناسب

با نوردهی شروع کنید: غوطه وری دائمی، منطقه پاشش آب، یا خدمات ساحلی جوی. برای غوطه وری دائمی و ساختار اولیه، 5083-H116 یا H321 را با گواهی هایی مانند DNV یا ABS در جایی که پروژه به آن نیاز دارد، مشخص کنید. برای ساخت‌های با کارکرد متوسط ​​و{9}}حساس هزینه، 5052-H32 کافی است. برای اتصالات بالای آب که در آن استحکام و آنودایز مورد نیاز است، 6061-T6 با محافظت کار می کند. همیشه دما را با دقت مشخص کنید، زیرا مزاج نامناسب می تواند مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ را خنثی کند، ترکیب موجود در گواهی آسیاب را تأیید کند و از روش های جوشکاری تایید شده پیروی کند. آلیاژ صحیح، مزاج و ساخت با هم، نه آلیاژ به تنهایی، عمر یک ساختار آلومینیوم دریایی را تعیین می کند.

سوالات متداول

کدام آلیاژ آلومینیوم بهترین مقاومت در برابر خوردگی را در آب دریا دارد؟

5083-H116 به طور گسترده ای بهترین ترکیب استحکام و مقاومت در برابر خوردگی آب دریا برای خدمات ساختاری در نظر گرفته می شود، با 5086-H32 نزدیک به عقب. برای حداکثر مقاومت در برابر خوردگی در جایی که مقاومت اهمیت کمتری دارد، 5052 با هزینه کمتر نیز عملکرد بسیار خوبی دارد.

چرا 6061 برای غوطه وری دائمی در آب دریا توصیه نمی شود؟

6061 حاوی مس است که سلول‌های میکرو-گالوانیکی را با ماتریس آلومینیوم در محلول‌های کلرید تشکیل می‌دهد و خوردگی بین دانه‌ای را تسریع می‌کند. این برای استفاده در دریای بالاتر از آب بسیار عالی است، اما باید با پوشش‌ها یا آنودایز برای سرویس‌های منطقه‌ای پاشیده شود.

آیا آندایزینگ از آلومینیوم موجود در آب دریا محافظت می کند؟

آندایزینگ یک لایه سخت و محافظ ایجاد می کند که به طور قابل توجهی خوردگی را در مناطق پاشش آب و جوهای دریایی به تاخیر می اندازد، اما یک مانع کامل نیست. خراش ها و لبه ها می توانند فلز پایه را در معرض دید قرار دهند، بنابراین برای غوطه ور شدن دائمی، انتخاب آلیاژ و طراحی بیش از هر عملیات سطحی اهمیت دارد.

برای جوش 5083 از چه فلز پرکننده ای باید استفاده کرد؟

پرکننده آلومینیوم{0}}منیزیم مانند ER5356 انتخاب استانداردی است که نسبت بالایی از استحکام و مقاومت در برابر خوردگی فلز پایه را حفظ می‌کند. روش جوشکاری، از جمله کنترل حرارت ورودی، باید برای خدمات دریایی واجد شرایط باشد.

آیا می توان از 5083 برای مخازن برودتی و همچنین خدمات دریایی استفاده کرد؟

بله{0}} در دماهای بسیار پایین سخت می ماند و به طور گسترده برای مخازن گاز مایع استفاده می شود و مقاومت در برابر خوردگی آن برای خدمات دریایی و شیمیایی مناسب است. این یکی از همه کاره ترین آلیاژهای آلومینیوم با کارایی بالا-است.