
Tubería de forjado de aluminio 5083 para marina
La aleación de aluminio 5083 es una aleación de magnesio alto con buena resistencia, resistencia a la corrosión y maquinabilidad entre las aleaciones de tratamiento no térmico .
1. Proceso de composición y forjado de material
Las tuberías de forjado de aluminio de grado marino 5083 cumplen con los estándares ASTM B247, EN 754-2 y Norsok M -121 con composición optimizada de magnesio-manganeso para la corrosión del agua de mar:
Elementos de aleación primarios:
Magnesio (mg): 4.0-4.9% (mejora la resistencia y la resistencia a la corrosión)
Manganeso (mn): 0.4-1.0% (controla la estructura de grano)
Cromo (cr): 0.05-0.25% (mejora la resistencia a la corrosión de estrés)
Material base:
Aluminio (AL): mayor o igual al 93.5% (saldo)
Límites de impureza:
Hierro (Fe): menor o igual al 0.40% máximo
Silicon (SI): menor o igual al 0.40% máx.
Cobre (Cu): menor o igual al 0.10% máximo (crítico para la corrosión marina)
Zinc (zn): menor o igual a 0.25% max
Proceso de forjado específico de marina:
Precalentamiento: 380-420 grado en hornos de atmósfera controlada
Parámetros de forjado:
Rango de temperatura: 320-380 grado
Relación de reducción: mayor o igual a 3: 1 (garantiza el refinamiento de grano)
Velocidad de deformación: 1-10 S⁻¹
Flujo de grano direccional: orientación longitudinal ± 8 grados
Falsificación multidireccional: Prensas hidráulicas de tres ejes (15, 000-30, 000 toneladas)
Tratamiento posterior a la forra:
Enfriamiento controlado: velocidad de enfriamiento máxima de 30 grados /min
Enderezado de tolerancia: menor o igual a 0.5 mm/m
Certificado para la guía DNV GL OS F101 y ABS para estructuras de aluminio con trazabilidad completa desde el billet hasta el producto terminado .
2. propiedades mecánicas en condiciones marinas
Los temperaturas H116/H321 proporcionan un rendimiento superior de agua de mar:
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Propiedad |
H116 temperamento |
H321 temperamento |
Estándar de prueba |
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Resistencia a la tracción |
275-350 MPA |
300-370 MPA |
ASTM E8 |
|
Resistencia al rendimiento (RP0.2) |
125-185 MPA |
215-265 MPA |
ASTM E8 |
|
Alargamiento en el agua de mar |
16-22% |
10-16% |
ASTM G44/G49 |
|
Hardedad de fractura KIC |
35 MPA√m |
30 MPA√m |
ASTM E399 |
|
Límite de fatiga de corrosión |
110 MPa (10⁷ CYC) |
140 MPa (10⁷ CYC) |
ASTM E466 |
|
Dustitud de impacto (-40 grado) |
35-45 J |
28-35 J |
ISO 148 |
|
Umbral de corrosión del estrés |
100 MPa |
150 MPa |
ASTM G64 |
|
Temperatura crítica temperatura |
65 grados |
75 grados |
ASTM G48 |
Mantiene mayores o igual al 80% de propiedades mecánicas después de 20- Simulaciones de exposición al agua de mar de año por ASTM G 50.
3. Tratamiento térmico y microestructura
Templado especializado para aplicaciones marinas:
Proceso de estabilización H116:
Tratamiento de la solución: 415 grados ± 10 grados para 1.5-3 horas
Rapid Water Quench: Cooling rate >100 grados /seg
Estabilización: 150 grados durante 4 horas + 100 Grado durante 12 horas
Proceso de endurecimiento de trabajo H321:
Rolling controlado en 250-300 grado con 15-25% Reducción de grosor
Estabilización final: 120 grados /8 horas
Características microestructurales:
Tamaño de grano: ASTM 6-8 (15-35 μm)
Fases intermetálicas: disipsoides AL6 (Mn, Fe) (0.1-0.3 μm)
Distribución de fase:<5% β-phase (Al3Mg2)
Densidad de dislocación: 5 × 10⁹/cm² (H321)
Cobertura del precipitado de límite de grano:<25nm continuous
4. Dimensiones y configuraciones específicas de marina
|
Parámetro |
Rango estándar |
Tolerancia de construcción naval |
Perfiles especiales |
|
Diámetro exterior |
50-1200 mm |
± 0.1% OD |
Ovalado/rectangular |
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Espesor de la pared |
6-80 mm |
+10%/-5% WT |
Cónico/escalonado |
|
Longitud |
3-18 m |
+5 mm/-0 mm |
Hasta 30 m enrollado |
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Ovalidad |
Menos de o igual al 1.0% |
Menos de o igual al 0.3% para los elevadores |
- |
|
Radio de curvatura |
1.5 × OD |
1.0 × OD con mandril |
- |
|
Rectitud |
1.0 mm/m |
0.3 mm/m (alta presión) |
- |
Tecnologías de fabricación marina:
Forja de morada cerrada para bridas complejas
Fuerza radial para un grosor de pared uniforme
Doblamiento de rollo para penetraciones de casco
Formación explosiva para contornos especiales
Rolling de anillo CNC para secciones múltiples
5. rendimiento de corrosión en entornos marinos
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Condición de exposición |
Tasa de corrosión (mm/año) |
Duración de la prueba |
Método de protección |
|
Zona de salpicaduras (marea) |
0.01-0.03 |
5- estudio de año |
200 μm de recubrimiento HVOF |
|
Inmersión en agua de mar |
0.02-0.05 |
ASTM G31 |
Protección catódica |
|
Zona de barro |
0.005-0.015 |
ISO 11306 |
PE 3- recubrimiento de capa |
|
Agua de mar de alta velocidad (4m/s) |
0.03-0.08 |
ASTM G119 |
Electropulencia |
|
Atmósfera marina |
0.001-0.003 |
ISO 9223 |
Anodizante (AA25) |
Sistemas avanzados de protección marina:
Protección anódica:
Sistemas de brazalete de zinc por DNV-RP-B401
Anodos de aleación de aluminio-zinc -indium
Revestimiento:
Glassflake epoxi: 500-1000 μm DFT
Protección catódica actual impresa (ICCP)
Pulverización de metal:
85/15 Spray de zinc-aluminio (150-250 μm)
Sistemas de revestimiento:
Revestimiento de polietileno de alta densidad (HDPE)
Revestimientos elastoméricos de poliuretano
6. maquinabilidad para componentes marinos
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Operación |
Material de herramienta |
Parámetros |
Aplicaciones marinas |
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Corte submarino |
Insertos de cerámica |
90-120 m/mined |
Trabajos de reparación |
|
Perforación de agujeros profundos |
Gundrills de carburo |
30-50 m/min, ciclo de picoteo |
Pasajes hidráulicos |
|
Fresado de CNC |
Herramientas recubiertas de Tialn |
400-600 m/min |
Mecanizado de brida |
|
Ritmo |
Grifos en el punto espiral |
15-20 m/min |
Conexiones de tubería |
|
Aburrido |
Barras aburridas amortiguadas |
100-200 m/min |
Mecanizado por tubo de popa |
Características de mecanizado:
Tendencia de borde acumulado: bajo (Grado B por ISO 3685)
Acabado superficial lograble: ra 0.8-3.2 μm
Fluid de corte: sintéticos solubles en agua (pH 8.5-9.0)
Control de chips: excelente - Forma chips continuos
Vida de herramienta: 70% más largo que los componentes de acero
7. Soldadura marina y tecnología de unión
Procesos de soldadura recomendados:
GMAW-P (MIG pulsado):
Relleno: ER5183/ER5356
Gas de blindaje: AR +30%
Entrada de calor: menos o igual a 1.2 kJ/mm
Soldadura por fricción de revuelo:
Rotación de herramientas: 400-600 rpm
Velocidad de transversión: 100-300 mm/min
Fuerza axial: 15-35 kn
Tipos de articulaciones críticas:
Juntas de collar:
35-45 ángulos de bisel de grado
Soldadura a doble cara para penetración completa
Acoplamientos mecánicos:
Surcos de estilo victáulico
316L de acero inoxidable
Enlace adhesivo:
Selladores de polisulfuro epoxi
25-35 resistencia al corte de MPA en agua de mar
8. propiedades físicas
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Propiedad |
Valor |
Importancia marina |
|
Densidad |
2.66 g/cm³ |
35% más ligero que el acero |
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Conductividad térmica |
117 W/m·K |
Aplicaciones criogénicas |
|
Resistividad eléctrica |
49 nΩ·m |
Protección contra el rayo |
|
Rango de fusión |
570-640 grado |
Calificación de seguridad contra incendios |
|
Módulo de elasticidad |
71 GPA |
Flexibilidad estructural |
|
CTE (20-100 grado) |
23.8 μm/m · grado |
Control de expansión térmica |
|
Permeabilidad magnética |
1.000022 |
Sistemas de desata |
|
Impedancia acústica |
17.5 Mrayl |
Transparencia de sonar |
9. Certificación y prueba marina
Verificación de calidad rigurosa
Prueba de corrosión:
Prueba de exco por ASTM G34
Spray de sal de 1000 horas por ASTM B117
Prueba de corrosión galvánica por ASTM G71
Prueba mecánica:
Pruebas hidrostáticas a gran escala (6, 000 psi)
Prueba de muesca en V charpy en -196 grado
Requisitos de NDE:
UT automatizado con capacidad de TOFD
Radiografía digital por EN 13068
Medición de campo de corriente alterna
Certificaciones marinas
Certificado de aprobación de tipo DNV GL
Aprobación del buque marino ABS
Certificado de componente marino de Lloyd Registro
Calificación de Norsok M650
MIL-DTL -24196 para sistemas a bordo
Subcapítulo de la FDA D - Contacto de alimentos en galeras
10. Aplicaciones en Ingeniería Marina
Aplicaciones marinas primarias:
Miembros estructurales de la plataforma en alta mar
Sistemas de tuberías de enfriamiento de agua de mar
Sistemas de tensores de Marine Riser
Líneas de transferencia de gas natural líquido (GNL)
Sistemas de gestión del agua de lastre
Superestructuras de buques navales
Conductos umbilicales submarinos
Componentes de la planta de desalinización
Manejo y embalaje:
VCI PolyFilm Wetping + Desecant
Cajas de madera con marcas ISO
Recubrimiento compuesto de protección de corrosión costera
Certificado de navegabilidad para el transporte oceánico
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