造船用アルミ板金

造船用のアルミニウム板金は、単なる鋼鉄の軽量代替品ではありません。これは、振動を吸収し、塩水噴霧に耐え、溶接接合部を受け入れ、長年にわたる波の衝撃にも信頼できる強度を維持する必要がある実用的な構造材料です。最高のマリンシートは単に海水に耐えるだけではありません。ボートの建造、操縦、修理、メンテナンスの方法をサポートします。

漁船、巡視船、作業船、フェリー、揚陸艦、ヨット、小型レクリエーション船の建造者には、強度重量比が高いアルミニウムがよく選ばれます。船体が軽いと、必要な電力が少なくなり、より有用な積載量を運ぶことができ、変化する水質条件により効率的に対応できます。同時に、正しい海洋合金と製造方法が使用されている場合、アルミニウムは腐食に耐えるのに役立つ保護酸化膜を自然に生成します。

ボートの機能部品としての船舶用アルミニウム

アルミニウム板金の機能は、容器上の位置によって変化します。船体のメッキは、静水圧、衝撃荷重、摩耗、局所的な衝撃にさらされます。デッキシートは歩行面を提供し、クリート、レール、ハッチ、機器マウントなどの取り付け金具をサポートします。キャビンパネルには、優れた成形性と、塗装または仕上げのためのきれいな表面が必要です。燃料タンク、保管ボックス、魚倉、内部仕切りは、アルミニウムの耐食性、軽量性、実用的な溶接性の恩恵を受けています。

これが、単一の合金がボートのすべての部分に必ずしも理想的であるとは限らない理由です。高マグネシウム 5xxx シリーズ合金は、強度を高めるための熱処理に依存せずに優れた海水耐食性を提供するため、溶接海洋構造物によく選ばれています。合金 5083 は船体の強度が重要な場合に広く使用されており、5086 は船体、上部構造、タンクに信頼性の高い耐食性と溶接性能を提供します。合金 5052 は、軽量パネル、キャビネット、トリム、成形部品によく選ばれます。

要求の厳しいシェルメッキの場合、 マリン 5083 アルミニウム シート 溶接性、疲労性能、塩水暴露に対する耐性のバランスが優れています。デッキ、コンソール、パーティション、組み立てられた機器の筐体の場合、 マリン 5052 アルミニウム シート 良好な曲げ動作を備えた実用的なオプションです。

ボートの荷重という観点から合金を選択する

ボート製造者は、厚さだけで金属を選択するのではなく、負荷がかかった状態で各パネルがどのように機能するかを考慮する必要があります。船底は繰り返しの屈曲や波の衝撃を受けます。通常、H116 または H321 焼き戻しのより厚い 5083 または 5086 プレートが必要です。これらの焼き戻しは、海洋使用における剥離腐食や応力腐食割れに対する耐性を向上させるために処理されます。

船体側面は船底よりも波の影響が少ないため、若干薄いシートを使用する場合があります。デッキパネルは、支持フレーム間の剛性を維持しながら、歩行者の通行や局所的な点荷重に耐える必要があります。キャビンの側面およびルーフ パネルには、特に成形、曲げ、または化粧仕上げが重要な場合、多くの場合 5052-H32 または 5052-H34 が使用されます。

一般的な材料範囲は次のとおりです。

• 船底メッキ: 4 mm ～ 12 mm、船舶のサイズ、運航速度、フレーム間隔、および分類要件に応じて異なります。
• 船体側メッキ：3mm～8mm
• デッキとバルクヘッド: 2 mm ～ 6 mm
• キャビンパネルおよび内部構造: 1.5 mm ～ 4 mm
• 燃料タンクおよび加工ボックス: 2 mm ～ 5 mm

大型船舶や衝撃の大きい作業船では、構造計算後に大幅に厚いプレートが必要になる場合があります。厚さは一般的なチャートだけから決して選択しないでください。船舶の設計荷重、フレーム配置、溶接レイアウト、および適用される海洋規則に対応している必要があります。

製造に影響を与える焼き戻し条件

焼き戻しは、圧延、焼きなまし、またはひずみ硬化後のアルミニウムの状態を表します。曲げ応答、強度、溶接製造への適合性が変化します。

O テンパーは完全に焼鈍されており、柔らかいです。深成形、きつい曲げ、複雑な形状を必要とする部品に適しています。強度が低いため、高荷重の船体めっきよりも成形部品によく使用されます。

H32 はひずみ硬化と部分的な安定化を示します。適度な強度と良好な加工性を備え、船舶内装や甲板設備、成形パネルなどに多く使用される5052シートです。

H34 は H32 よりもひずみ硬化が大きくなります。強度は高くなりますが、成形性は低いため、剛性が有利な平らな部品や緩やかに成形された部品に適しています。

H116 と H321 は、5083 と 5086 マリン プレートにとって特に重要です。これらの焼き戻しは、要求の厳しい海水環境向けに設計されており、溶接された船体構造に広く指定されています。溶接中、熱影響部の強度が低下するため、設計者は母材の値だけに依存するのではなく、溶接された機械的特性を考慮する必要があります。

一般的な機械パラメータ

実際の値は、厚さ、質、製品の形状、および管理規格によって異なります。船舶用シートおよびプレートの一般的な室温範囲をここに示します。

アルミニウムの密度は約 2.66 ～ 2.68 g/cm3 で、炭素鋼の約 3 分の 1 です。その弾性率は約 69 GPa で鋼鉄よりも低いため、アルミニウム構造ではたわみを制御するために慎重な補強材の間隔とパネルの設計が必要になることがよくあります。

化学組成とその海洋での役割

マグネシウムは、5xxx 海洋合金の主要な強化元素です。優れた耐食性を維持しながら強度を向上させます。マンガンは粒子の構造と靭性をサポートし、クロムは粒子の成長を制御し、特定の腐食メカニズムに対する耐性を向上させます。銅が過剰になると海水耐食性が低下する可能性があるため、銅は厳しく制限されています。

規格と納入条件

船舶用アルミニウム板金は一般的に製造され、船舶用に使用される高マグネシウム合金板について ASTM B928/B928M に従って検査されます。 ASTM B209/B209M は、一般用途のアルミニウム シートおよびプレートに適用できます。欧州プロジェクトでは、公差と機械的特性については EN 485、化学組成については EN 573、および EN 10204 3.1 検査証明書を指定する場合があります。船級プロジェクトでは、DNV、ABS、ロイド レジスター、ビューロー ベリタス、またはその他の船舶船級協会に合わせた承認や重要な文書が必要になる場合もあります。

標準的な供給形態には、ミル仕上げシート、プレート、所定のサイズにカットされたブランク、および外観に敏感なパネル用の保護フィルム表面が含まれます。一般的な幅は 1,000 mm から 2,500 mm であり、大型の船体の建造にはより広いプレートが利用可能です。シートが長いと横方向の溶接継ぎ目が少なくなり、製造効率が向上し、潜在的な歪みが軽減されます。

海洋性能を保護する製造慣行

船舶用アルミニウムは、電気化学的環境を考慮して製造された場合に最高の性能を発揮します。必要に応じて、5183 や 5356 などの互換性のある 5xxx フィラー ワイヤを使用し、MIG または TIG 溶接の前に表面をきれいに保ちます。共有ブラシ、研削ディスク、または取り扱いツールによる炭素鋼の汚染を避けてください。ステンレス製ファスナーは、特に湿った隙間や継続的に湿った領域など、電気腐食が発生する可能性がある場所で電気絶縁する必要があります。

排水、シーリング、コーティングの選択、通気は合金グレードと同じくらい重要です。閉じ込められた海水は、耐食性の高いアルミニウムであっても隙間腐食を引き起こす可能性があります。優れたボート設計により、水を逃がし、密閉されていない重ね接合を回避し、非導電性バリアまたは適切なシーラントで異種金属を分離します。

造船用アルミニウム板金は、合金、調質、板厚、溶接方法、構造設計を一つのシステムとして扱うことで最も効果を発揮します。適切に指定された 5052、5083、または 5086 マリンシートは、より軽量で耐久性があり、修理可能で、水上での長期作業に備えた船体と上部構造を作成します。