5083 tubes en aluminium marin pour plates-formes d'huile et de gaz offshore

5083 Les tubes en aluminium marin sont largement utilisés dans les structures de plate-forme d'huile et de gaz offshore où une combinaison de résistance élevée, de résistance à la corrosion exceptionnelle et d'une bonne soudabilité est nécessaire.

Table des matières

• Aperçu et avantages
• Applications typiques sur les plates-formes de pétrole et de gaz offshore
• Désignation en alliage et états de tempérament
• Composition chimique
• Propriétés mécaniques et physiques
• Spécifications techniques et normes de fabrication
• Remarques de résistance à la corrosion et de soudage / fabrication
• Considérations de conception et de mise en œuvre
• Inspection, test et contrôle de la qualité

5083 est un alliage Al - Mg - Mn (série en aluminium 5xxx) connu pour:

• Haute résistance parmi les alliages d'aluminium non traitables non chauffants (résistance améliorée par le travail à froid).
• Excellente résistance à la corrosion de l'eau de mer et de l'atmosphère marine - critique pour le service offshore.
• Bonne soudabilité avec une perte de résistance après le soudage minimal lorsqu'elle est correctement gérée.
• Bonne formabilité et résistance à la fatigue pour les membres structurels.
• Bonne ténacité de fracture, même à des températures inférieures à zéro.

Ces propriétés font de 5083 tubes un choix attrayant pour les éléments structurels primaires et secondaires sur les plates-formes offshore telles que les supports de colonne montante, le contreventement, les mains courantes, les cadres de dérapage, les supports de tuyauterie et les systèmes de pont modulaires.

Applications typiques sur les plates-formes de pétrole et de gaz offshore

• Colonnes et pieux structurels (où les sections de tube sont avantageuses)
• Les membres du contreventement et le treillis travaillent dans les structures du haut et de la veste
• Veste et plate-forme internes: passerelles, mains courantes et échelles
• Guides, supports et couvertures de protection tubulaires
• Clifères de flottabilité et carénages (où des assemblages de tubes soudés sont utilisés)
• Cadres de support de tuyauterie externe et bases de dérapage
• Cadres résistants à la corrosion dans les zones et les hauts
• Quartier à l'épreuve d'habitation offshore et cadrage Helideck où la économie de poids est précieuse

Les tubes 5083 sont particulièrement préférés dans la zone d'éclaboussures et les composants immergés car leur teneur en MG confère une excellente résistance à la corrosion induite par le chlorure.

Désignation en alliage et états de tempérament

Combinaisons d'alliage et de tempérament communs pour les tubes 5083:

Notes:

• H116 est généralement spécifié pour les applications marines et offshore en raison de ses performances de corrosion supérieures dans les environnements d'eau de mer.
• H32 et H321 sont utilisés lorsque une résistance et une ténacité plus élevées sont nécessaires après la formation / le soudage.

Composition chimique

Composition chimique typique pour 5083 (pourcentage par masse), selon les normes communes (EN, ASTM):

(Toujours confirmer contre la norme ou le certificat de matériel spécifique pour les limites spécifiées par le contrat.)

Propriétés mécaniques et physiques

Les valeurs dépendent du tempérament et de la forme du produit (tube, plaque, extrusion). Propriétés typiques pour les tubes 5083-H116 / H321 utilisés dans les structures offshore:

Remarque: Les murs de tube plus mince et les températures spécifiques peuvent changer les valeurs de rendement / ultimes. Utilisez les certificats de moulin du fournisseur pour les nombres exacts pour les calculs de conception.

Spécifications techniques et normes de fabrication

Normes communes pour les tubes en aluminium 5083 et les sections tubulaires utilisées au large:

Remarque: La sélection standard exacte dépend si le tube est extrudé ou transparent, application (structure vs tuyauterie) et spécifications du client (société de classe: DNV, ABS, etc.). Pour les membres de la structure de la plate-forme, les procédures d'approbation et de soudage de la société de classe selon les directives DNV / ABS sont généralement nécessaires.

Conditions de trempage en alliage et traitement thermique

5083 est un alliage non professionnel non chauffant; Le renforcement est réalisé principalement par le travail froid. Processus de caractère commun:

Les traitements de stabilisation (H116 / H321) réduisent la sensibilité à la corrosion intergranulaire en contrôlant la distribution MG et en réduisant les risques associés au soudage dans des conditions d'eau de mer.

Résistance et comportement à la corrosion dans les environnements marins

• 5083 a une excellente résistance à l'eau de mer, à la zone des éclaboussures et à la corrosion marine atmosphérique en raison de sa teneur élevée en Mg.
• Il résiste à la piqûre et à la corrosion du stress craquant mieux que de nombreux autres alliages d'aluminium, surtout lorsqu'ils sont correctement stabilisés (H116).
• Évitez l'exposition à des environnements fortement acides ou hautement alcalins et évitez le contact avec des métaux différents sans barrières isolantes (pour éviter la corrosion galvanique).
• Les finitions de surface (anodisation, revêtements de conversion) et la protection de la corrosion sacrificielle (systèmes de peinture, protection cathodique) peuvent prolonger davantage la vie en fonction de la gravité de l'exposition.

Soudage, fabrication et jointure

Le soudage est une méthode de fabrication principale pour les assemblages de tubes sur les plates-formes.

Lignes directrices:

• Processus de soudage commun: soudage à l'arc métallique à gaz (GMAW / MIG), soudage à l'arc à gaz à gaz (GTAW / TIG), GMAW pulsé et arc submergé (pour certains raccords). Le soudage par stimulation par friction (FSW) peut être utilisé pour certaines articulations.
• Utilisez des fils de remplissage compatibles avec 5083 (par exemple, ER5356, ER5183) en fonction des propriétés souhaitées et de la résistance à la corrosion. ER5183 offre une bonne résistance à la force et à la corrosion dans l'eau de mer.
• Le nettoyage pré-facilitait est essentiel: retirer l'huile, la graisse, les oxydes et les sels.
• Éviter la surchauffe; Maintenir les températures entre les intertats et contrôler l'entrée de chaleur pour atténuer le ramollissement dans la zone de soudure.
• Traitement post-sailli: Stress mécanique-relief ou vieillissement naturel contrôlé et éventuellement revêtements protecteurs. Notez que 5083 ne peut pas être renforcé par le traitement thermique - mais la sélection du tempérament et la stabilisation post-soudure (par exemple, H321 / H116) aident les performances.
• Effectuer des procédures de soudage qualifiées et des qualifications de soudeur selon les normes applicables (AWS / ISO / DNV).

Propriétés de remplissage et de soudure typiques:

Considérations de conception et de mise en œuvre

• Conception porteuse de charge: Utilisez des propriétés mécaniques certifiées par moulin pour le tempérament spécifique et l'épaisseur de la paroi. Considérez le flambement, la compression et la fatigue sous des charges cycliques d'ondes / opérationnelles.
• Épaisseur de paroi et sélection du diamètre: équilibre entre les économies de poids et la rigidité. Pour le large, des murs plus épais et des températures plus lourds (H321 / H32) peuvent être choisies pour les membres primaires.
• Conception de connexion: concevoir des joints pour éviter les concentrations de contraintes et la corrosion des crevasses. Utilisez des tolérances et un alignement appropriés pour permettre le soudage ou le boulonnage avec des joints isolants où des métaux différents sont impliqués.
• Corrosion galvanique: Évitez le contact direct avec des métaux plus nobles (par exemple, les aciers inoxydables) dans l'eau de mer sans isolement.
• Systèmes de protection: Dans la zone d'éclaboussure, considérez les stratégies combinées - revêtements protecteurs, anodes sacrificielles, protection cathodique et inspection régulière.

Inspection, test et contrôle de la qualité

Les tubes structurels offshore subissent généralement un QC complet:

Les sociétés de classe (DNV, ABS, Lloyd’s) nécessitent souvent une traçabilité matérielle documentée et peuvent nécessiter une inspection ou un témoignage en usine.

Tailles et tolérances typiques (exemple)

Remarque: les dimensions disponibles réelles dépendent du fabricant (tube extrudé ou transparent). Plages typiques:

Tolérances: les normes EN / ASTM spécifient les tolérances OD et mures; Vérifiez la fiche technique du fournisseur et la spécification de commande.

Cycle de vie, entretien et réparation

• Inspection régulière: surveillance des piqûres, de l'intégrité de la soudure, de la déformation et de la condition de revêtement - en particulier dans la zone et l'immersion des éclaboussures.
• Nettoyage: Retirez la croissance marine, les sels et les dépôts qui accélèrent la corrosion localisée.
• Réparations: Les réparations en aluminium nécessitent des soudeurs qualifiés et des WPS approuvés. La préparation de la surface et les matériaux de remplissage correspondant sont essentiels. Pour les fissures de fatigue, utilisez des techniques de réparation appropriées (séchage d'arrêt, patch soudé ou manche) et revalidez via le NDT et l'analyse des contraintes.
• La récupération et la protection cathodique peuvent être programmées comme entretien préventif.

Liste de contrôle des spécifications pour l'approvisionnement (recommandé)

• Alliage et tempérament (par exemple, 5083-H116)
• Formulaire de produit (tube extrudé ou tube sans couture)
• Diamètre extérieur, épaisseur de paroi, longueur, tolérances
• Exigences de propriété mécanique (rendement, traction, allongement)
• Limites de composition chimique et certificats requis
• Soudage et guidage en métal de remplissage (WPS qualifié, alliage de remplissage)
• NDT et exigences d'inspection, y compris la société de classe témoin
• Revêtement, finition de surface et exigences d'emballage pour le service marin
• Tracabilité: certificat de moulin, numéro de chaleur, tests de lots
• Instructions de livraison et de stockage pour éviter la contamination

5083 Les tubes en aluminium marin sont un choix durable, résistant à la corrosion et à haute résistance pour de nombreuses applications de plate-forme d'huile et de gaz offshore. Leur combinaison de performances d'eau de mer, de soudabilité et de rapport force / poids favorable les rend idéaux pour les membres structurels dans les vestes, les sommets et les systèmes auxiliaires. Une bonne sélection de tempérament (H116 / H321), des procédures de soudage qualifiées, des alliages de remplissage corrects et des tests / tests rigoureux sont essentiels pour réaliser les avantages complets de 5083 tubes dans des environnements offshore exigeants.

Lorsque vous spécifiez 5083 tubes, référez toujours les exigences exactes de la société et de la classe de classe pertinentes pour votre projet, obtenez des certificats d'usine complets et travaillez avec des fabricants expérimentés familiers avec les pratiques en aluminium marin pour garantir des performances à long terme.