5052 Tubos de aluminio marino para uso industrial marino
Los tubos de aluminio marino 5052 se utilizan ampliamente en la construcción naval, estructuras marinas y equipos marinos debido a su excelente resistencia a la corrosión en agua de mar, resistencia media-alta y buen rendimiento de conformado/soldadura.
5052 es una aleación forjada de Al-Mg no tratable térmicamente, que generalmente se suministra en temple endurecido por deformación (p. ej., H32, H34, H112). Es especialmente adecuado para atmósferas marinas y entornos de agua de mar donde el peso ligero, la resistencia a la corrosión y la conformabilidad son fundamentales.
Características de los tubos de aluminio marino 5052:
- Excelente resistencia a la corrosión del agua de mar y atmósferas marinas.
- Buena relación resistencia-peso para uso estructural y de tuberías
- Excelente soldabilidad (TIG/MIG comúnmente utilizado en astilleros)
- Buena conformabilidad en frío y rendimiento de flexión.
- No tratable térmicamente; Propiedades controladas principalmente por trabajo en frío.
- Rendimiento estable en salmuera, niebla salina y ambientes tropicales húmedos
2. Composición química de la aleación 5052
Composición química típica de 5052 (en % en masa, valores de referencia):
| Elemento | Y | fe | Cu | Minnesota | magnesio | cr | zinc | De | Otros (cada uno) | Otros (total) | Alabama |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| mín. | – | – | – | – | 2.2 | 0,15 | – | – | – | – | Balance |
| máx. | 0,25 | 0,40 | 0,10 | 0,10 | 2.8 | 0,35 | 0,10 | 0,03 | 0,05 | 0,15 | Balance |
Nota: La composición real puede variar ligeramente según el productor y el estándar (ASTM, EN, JIS), pero permanecerá dentro de los límites regulados.
3. Templados principales para tubos de aluminio marinos
Los tubos marinos 5052 se suministran comúnmente en los siguientes estados de ánimo:
| Temperamento | Descripción | Nivel de fuerza | Usos típicos en el campo marino |
|---|---|---|---|
| oh | Recocido (suave) | Bajo | Conformado profundo, abocardado y doblado complejo |
| H32 | Endurecido por deformación, estabilizado, ~1/4 duro | Medio | Tubos estructurales generales, sistemas de tuberías. |
| H34 | Endurecido por deformación, estabilizado, ~1/2 duro | Medio-Alto | Requisitos de mayor resistencia con conformado moderado |
| H112 | Ligeramente endurecido por deformación (tal como está fabricado) | Variable | Tubos estructurales extruidos, refuerzos y estructuras. |
Para tubos industriales marinos,H32,H34, yH112son los temperamentos más comúnmente especificados.
4. Propiedades mecánicas (valores de referencia típicos)
Los valores siguientes son para5052‑H32y5052‑H34tubos (datos típicos de temperatura ambiente, solo referencia; los valores reales garantizados siguen los certificados de fábrica y las normas pertinentes):
4.1 Propiedades mecánicas básicas
| Propiedad | 5052‑O | 5052‑H32 | 5052‑H34 | Unidad |
|---|---|---|---|---|
| Resistencia a la tracción, Rm | 170-215 | 215–265 | 230–280 | MPa |
| Límite elástico, Rp0,2 | ≥ 65 | ≥ 130 | ≥ 160 | MPa |
| Alargamiento (A50), típico | ≥ 18 | ≥ 10-12 | ≥ 8-10 | % |
| Dureza Brinell (HB) | ~45–55 | ~60–70 | ~70–80 | HBW |
| Módulo de elasticidad, E | ≈ 70 | ≈ 70 | ≈ 70 | GPa |
| Resistencia al corte, típica | ~110 | ~138 | ~150 | MPa |
| ratio de Poisson | 0,33 | 0,33 | 0,33 | – |
| Densidad | 2,68 | 2,68 | 2,68 | gramos/cm³ |
Los valores pueden diferir para tubos de pared delgada versus tubos de pared gruesa o según el estándar. Para diseños críticos, utilice datos de prueba certificados.
5. Características físicas y de resistencia a la corrosión
5.1 Propiedades Físicas
| Propiedad | Valor típico | Unidad | Nota |
|---|---|---|---|
| rango de fusión | 607–649 | °C | Depende ligeramente de la composición exacta. |
| Conductividad térmica (20 °C) | ≈ 138 | W/m·K | Buena disipación de calor |
| Conductividad eléctrica | ≈ 35-38 | % SIGC | |
| Coeficiente de expansión | ≈ 23,8 × 10⁻⁶ | 1/k | (20-100 ºC) |
| Capacidad calorífica específica | ≈ 900 | J/kg·K |
5.2 Comportamiento frente a la corrosión en ambientes marinos
| Medio Ambiente / Medio | 5052 Rendimiento | Nota |
|---|---|---|
| Agua de mar (estática) | Excelente | Fuerte resistencia a las picaduras y a la corrosión general. |
| Agua de mar (que fluye) | Excelente | El diseño adecuado previene la erosión-corrosión |
| Atmósfera marina (niebla salada) | Excelente | Bueno para cubiertas, superestructuras y pasamanos. |
| Soluciones de salmuera/sal | Excelente | A menudo se utiliza en equipos de producción de sal. |
| Atmósfera industrial | Bueno a excelente | Puede requerir recubrimientos en zonas altamente contaminantes. |
| Grietas por corrosión bajo tensión | Bien | Mucho mejor que las aleaciones 2xxx/7xxx de alta resistencia |
Para servicio marítimo a largo plazo, apropiadodiseño de drenaje, aislamiento de metales diferentes, yrevestimientos/anodizado opcionalesprolonga aún más la vida útil del tubo.
6. Rango dimensional y tolerancias
El rango de tamaño real varía según la fábrica y la especificación. Rangos típicos de suministro comercial:
6.1 Rango dimensional (comercial típico)
| Artículo | Rango típico | Unidad |
|---|---|---|
| Diámetro exterior (OD) | 10 – 300 | milímetros |
| Grosor de la pared | 1.0 – 20 | milímetros |
| Longitud (fija) | 4, 5, 6 | metro |
| Longitud (aleatoria) | 3 – 7 (o según acuerdo) | metro |
6.2 Tolerancias dimensionales típicas (referencia)
| Parámetro | Rango de tolerancia de referencia |
|---|---|
| tolerancia a la sobredosis | ±0,15 – ±0,80 mm dependiendo del diámetro exterior |
| Tolerancia del espesor de pared | ±0,10 – ±0,40 mm dependiendo del peso |
| Rectitud | ≤ 1–1,5 mm/m (o según estándar) |
| Ovalidad | Dentro de la tolerancia OD |
| Cuadratura de corte | ≤ 1–2 mm / diámetro del tubo |
Para mecanizado CNC, ajuste de precisión o sistemas hidráulicos, se pueden proporcionar tolerancias más estrictas a pedido.
7. Procesos de fabricación
Los tubos de aluminio marino 5052 normalmente se fabrican mediante:
| Proceso | Descripción | Ventajas para uso marino |
|---|---|---|
| extrusión directa | Billetes extruidos en perfiles/tubos huecos | Buenas propiedades mecánicas, amplia gama de tamaños. |
| Perforación + extrusión | Billet sólido perforado y luego extruido | Para paredes más gruesas, diámetros más grandes |
| Estirado en frío (sobre extr.) | Tubo extruido estirado en frío hasta su dimensión final | Precisión de dimensiones, acabado superficial y resistencia mejorados. |
| Alisado y corte | Enderezamiento con rodillo y corte de longitud fija | Buena rectitud, longitud personalizada |
| Acabado de superficies | Acabado fresado, cepillado, anodizado o revestimiento. | Corrosión y apariencia mejoradas |
La soldadura de tubos 5052 en astilleros suele realizarse medianteTIG (GTAW)oMIG (GMAW)con aleaciones de relleno compatibles (p. ej. 5356), consiguiendo uniones de alta calidad.
8. Características de los tubos de aluminio marino 5052
8.1 Excelente resistencia a la corrosión en agua de mar
- El alto contenido de magnesio (2,2–2,8%) proporciona una fuerteresistencia a la corrosión inducida por cloruro.
- Se desempeña excelentemente en ambosinmersoyzona de chapoteocondiciones.
- Resistente acorrosión por picaduras y grietascuando se diseña e instala correctamente.
8.2 Peso ligero con resistencia adecuada
| Material | Densidad (g/cm³) | Relativo al acero (≈ 7,85 g/cm³) |
|---|---|---|
| 5052 Aluminio | ≈ 2,68 | ≈ 34% del acero |
| Acero carbono | ≈ 7,85 | 100% |
- El uso de tubos 5052 reduce significativamentepeso muertode los sistemas marinos.
- Esto ayuda a mejorarcarga útil, eficiencia de combustible yestabilidadde buques.
8.3 Excelente formabilidad y soldabilidad
- Biendoblado/laminado en fríoRendimiento, adecuado para enrutamiento complejo de sistemas de tuberías marinas.
- Adecuado paraexpandirse/estricción,resplandeciente, yestampadooperaciones.
- Las uniones soldadas muestran buena resistencia y resistencia a la corrosión sialambre de relleno y procedimiento adecuadosse utilizan.
8.4 Antichispas y no magnético
- Las aleaciones de aluminio sonsin chispasyno magnético, lo que los hace preferibles cerca de equipos sensibles, como:
- Dispositivos de navegación y comunicación.
- Radares e instrumentos magnéticos.
- Áreas de manipulación y almacenamiento de combustible (reducción del riesgo de ignición)
8.5 Buena calidad de superficie y fácil tratamiento de superficie
- Superficie con acabado laminado ya resistente a la intemperie;
- Puede ser tratado adicionalmente por:
- Anodizado(para una resistencia decorativa y mejorada a la corrosión)
- Recubrimientos marinosopinturas epoxipara ambientes agresivos
- La superficie lisa reduce la fricción del fluido para algunas aplicaciones de flujo.
9. Aplicaciones típicas marinas y costa afuera
Los tubos de aluminio marino 5052 se utilizan ampliamente en diferentes segmentos de embarcaciones, barcos, plataformas e infraestructura costera.
9.1 Construcción naval y estructura de embarcaciones
| Área de aplicación | Casos de uso típicos | Beneficios |
|---|---|---|
| Superestructura | Marcos, pasamanos, montantes, soportes para escaleras. | Reducción de peso, resistencia a la corrosión. |
| Equipamiento de cubierta | Barandillas, postes de iluminación, barreras de seguridad. | Larga vida, bajo mantenimiento |
| Cabinas e interiores | Estructuras divisorias, estructuras de muebles, canales de ventilación. | Peso ligero, fácil fabricación. |
| Estructuras auxiliares del casco | Soportes, soportes para tuberías y cables. | Sistema de soporte resistente a la corrosión |
9.2 Sistemas de tuberías marinas
Los tubos 5052 se utilizan comúnmente parapresión baja a mediatuberías marinas y transporte de fluidos (donde la compatibilidad y la corrosión son más importantes que una resistencia muy alta).
| Sistema / Medio | Función típica de los tubos 5052 |
|---|---|
| Líneas de enfriamiento de agua de mar | Tuberías de suministro y retorno de agua de refrigeración para motores, HVAC |
| Sistemas de lastre y sentina | Líneas de transferencia de lastre, circuitos de drenaje de sentinas. |
| Agua dulce / agua potable | Colectores de distribución, sistemas de lavado de cubierta. |
| Aire comprimido y gas | Líneas de aire y gas inerte (alta presión no crítica) |
| Lucha contra incendios (agua de mar) | Algunas líneas principales y ramales contra incendios clasificadas de baja/media presión (sujetas a reglas) |
Para sistemas altamente críticos o de muy alta presión, se deben seguir las reglas y estándares de clasificación pertinentes para la elección del material.
9.3 Ingeniería costera y costa afuera
| Estructura/Equipo | Uso de tubería/tubular |
|---|---|
| Plataformas marinas (elevables, fijas) | Tuberías de servicios públicos, pasamanos, conductos de protección de cables. |
| Proyectos costeros | Estructuras resistentes a la corrosión para embarcaderos y pontones |
| Plantas desaladoras | Distribución de salmuera, canales de agua de mar de baja presión. |
| Pesca y acuicultura | Tubos de estructura de red, estructuras flotantes, pasarelas |
9.4 Instalaciones portuarias y de astilleros
- Brazos de carga y estructuras de dispositivos.
- Pasarelas, barandillas y barreras de seguridad cerca del agua de mar
- Soportes para carriles de carro, tuberías y conductos para cables en astilleros
9.5 Equipos y accesorios a bordo
| Tipo de equipo | Aplicación de tubos 5052 |
|---|---|
| Sistemas de climatización y ventilación. | Soportes de conductos, conductos circulares (calibre ligero) |
| Equipos de combustible y aceite lubricante. | Líneas de ventilación/desbordamiento, estructura no crítica |
| Grúas y pescantes para buques | Miembros estructurales, postes de protección, guías de cables. |
| Botes salvavidas y botes de rescate | Estructura de marco, pasamanos, soportes de marquesina. |
10. Comparación con aleaciones de aluminio marino comunes
10.1 Comparación: 5052 frente a 5083
| Propiedad / Aspecto | 5052 | 5083 |
|---|---|---|
| Sistema de aleación | Al-Mg (~2,5% Mg) | Al-Mg-Mn (~4,5% Mg + Mn) |
| Resistencia típica (H32 frente a O/H111) | Medio | Más alto |
| Soldabilidad | Excelente | Excelente |
| Resistencia a la corrosión | Excelente | Excelente a superior en agua de mar severa |
| Peso | Similar | Similar |
| Costo | Generalmente más bajo | Generalmente más alto |
| Uso típico del tubo | Tubos estructurales, tuberias en general. | Estructuras de carga más altas, sistemas de presión. |
10.2 5052 frente al acero al carbono en tuberías marinas
| Parámetro | Tubo de aluminio 5052 | Tubo de acero al carbono |
|---|---|---|
| Densidad | ~2,68 g/cm³ | ~7,85 g/cm³ |
| Corrosión en agua de mar | Excelente sin recubrimientos pesados | Requiere recubrimiento + protección catódica |
| Mantenimiento | Bajo | Superior (reparación de revestimiento, óxido, etc.) |
| Fortaleza | Más bajo que el acero | Alto |
| Fabricación (en sitio) | Fácil, pero necesita soldadura no ferrosa | Soldadura ampliamente disponible |
| Costo del ciclo de vida | A menudo es más bajo en trabajos livianos o medianos | Mayor coste de mantenimiento en muchos casos. |
11. Pautas de diseño y selección
11.1 Parámetros a especificar
Al pedir tubos de aluminio marino 5052, como mínimo aclarar:
| Parámetro | Opciones/notas típicas |
|---|---|
| Aleación y temple | 5052‑H32 / H34 / H112, etc. |
| Diámetro exterior (DE) | por ejemplo, 25 mm, 50 mm, 114,3 mm, etc. |
| Grosor de la pared | Determinado por presión, cargas estructurales, códigos. |
| Longitud | Estándar (5–6 m) o personalizado |
| Estándar / Especificación | ASTM B241/B210, EN 754/755, etc. |
| Condición final | Lisos, biselados, bridados, roscados (mecanizados), etc. |
| Acabado superficial | Acabado laminado/anodizado/revestido |
| Requisitos de inspección y prueba | Dimensional, mecánico, químico, END si es necesario |
| Documentación | Certificado de prueba de fábrica (MTC), aprobaciones de clasificación |
11.2 Consideraciones básicas de ingeniería
- Presión y carga: Verifique la presión de diseño, las cargas dinámicas y las normas locales (por ejemplo, sociedades de clasificación: ABS, DNV, LR, BV).
- Método conjunto: Las uniones soldadas versus mecánicas se combinan de manera diferente con 5052; seleccione accesorios y rellenos compatibles.
- Corrosión galvánica: Evite el contacto directo con metales más nobles (por ejemplo, acero inoxidable, aleaciones de cobre). Utilice juntas, manguitos o revestimientos aislantes.
- Expansión térmica: Permite un coeficiente de expansión más alto que el acero en sistemas multimaterial.
- Velocidad del flujo: Limite las velocidades extremadamente altas con arena arrastrada o cavitación para evitar la erosión-corrosión.
12. Control de calidad y pruebas
Para uso marino, un control de calidad riguroso es fundamental. Pruebas típicas:
| Tipo de prueba | Propósito principal |
|---|---|
| Análisis de composición química. | Verifique el grado de la aleación, asegúrese de que esté dentro de los límites de 5052 |
| prueba de tracción | Confirmar Rm, Rp0.2, alargamiento respecto al estándar |
| Prueba de dureza | Monitorear el nivel de endurecimiento por deformación y la corrección del temple. |
| Inspección dimensional | Verifique el diámetro exterior, la pared, la ovalidad, la rectitud y la longitud. |
| Corrientes de Foucault / ultrasonidos | Detectar defectos internos y superficiales (tubos críticos) |
| Prueba de corrosión (opcional) | Niebla salina, corrosión intergranular cuando se especifique |
13. Ventajas en costo y mantenimiento del ciclo de vida
- Larga vida útil en entornos marinosreduce el costo de reemplazo y el tiempo de inactividad.
- Significativoahorro de pesoreducir los costos de combustible y permitir cargas útiles más altas.
- Reducción de la dependencia de sistemas de recubrimiento complejos frente a soluciones de acero.
- La chatarra de aluminio conserva un alto valor y es totalmentereciclable, apoyando la construcción naval ecológica y proyectos marinos sostenibles.
Los tubos de aluminio marino 5052 combinan:
- Excelenteresistencia a la corrosión del agua de mar
- Adecuadofuerza mediay buenoformabilidad
- peso ligero, fácil soldadura y fabricación.
- Ampliorangos dimensionalesy formas de suministro flexibles
Son ideales paraTuberías marinas, tuberías estructurales, superestructuras, pasamanos, soportes HVAC y equipos costeros/offshore., dondequiera que se necesite un material tubular fuerte, resistente a la corrosión y con un peso eficiente.
Para una selección detallada, diseño de ingeniería y especificaciones personalizadas (dimensiones, temperamentos, tolerancias, estados de superficie), los usuarios deben hacer coincidir los requisitos del proyecto con las reglas de clasificación relevantes y consultar los datos técnicos de la fábrica o el soporte de ingeniería del proveedor.
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