船舶用アルミニウム鋼クラッド板

船舶用アルミニウム鋼クラッドプレート: 船体と上部構造の間の金属トランスレーター

船舶用アルミニウム鋼クラッド板は、単に2枚の金属を貼り合わせたシートではありません。船内では、これは 2 つの異なる構造言語間の翻訳者のように機能します。鋼鉄の船体は強度、剛性、耐衝撃性を表します。アルミニウム製の上部構造は、軽量、耐食性、省燃費設計を物語っています。クラッドプレートにより、アルミニウムと鋼を直接溶融溶接する必要がなく、両方を 1 つの連続した構造で機能させることができます。

アルミニウムと炭素鋼を直接溶接すると、脆いFe-Al金属間化合物が生成されます。これらの層は、振動、熱サイクル、または波の衝撃によって亀裂が生じる可能性があります。船舶用アルミニウム鋼クラッドプレートは、爆発結合、熱間圧延、または複合結合技術を使用して制御されたエネルギーの下で冶金界面を作成することでこの問題を解決します。アルミニウム側はアルミニウム構造に溶接でき、一方、鋼製側は鋼製甲板、隔壁、または船体部材に溶接できます。

プレートが容器上で実際に何をするのか

その最初の機能は構造遷移です。現代のフェリー、巡視船、海上プラットフォーム、LNG サービス船、ヨット、作業船では、船体下部に鋼材が使用され、甲板室や上部モジュールにはアルミニウムが使用されています。これにより重心が軽減され、安定性が向上しますが、接合部分は要求の厳しいゾーンになります。船舶用アルミニウム鋼クラッドプレートは、2 つの材料間のせん断、引張応力、振動、熱移動を伝達する制御された接続ラインを作成します。

2 番目の機能は体重管理です。フルスチール製の上部構造をアルミニウムに置き換えると、上面の重量を大幅に削減できます。クラッドプレートにより、造船所は機械的な締結、ボルト締め、または重い移行フレームに依存する代わりに、馴染みのある手順で各側面を溶接できるため、この設計は実用的になります。

3 番目の機能はサービスの耐久性です。海水では、アルミニウムと鋼の接触が不十分な場合、電食が発生する可能性があります。適切に設計されたクラッド プレートには、シールされたエッジ、互換性のあるフィラーの選択、適切なコーティング システム、および排水の詳細が備わっています。プレート自体は、より大きな防食計画の一部であり、断熱材、塗装、陰極防食、またはエッジシーリングの代替品ではありません。

アルミニウム層には、多くの建築業者が次のような合金を選択します。 マリン 5083 アルミニウム シート より高い強度と耐海水性が必要な場合。中強度の船体および甲板構造の場合、 マリン 5086 アルミニウム シート 溶接海洋製造にも広く使用されています。

代表的な製品パラメータ

合金の質とサービスの意味

調質の選択は紙の詳細ではありません。切断、曲げ、溶接、および長期使用中にプレートの動作が変化します。

H116 および H321 調質は、海水使用における剥離腐食および粒界腐食に対する耐性が制御されているため、5xxx 船舶用合金によく使用されます。 O 焼き戻しは成形が容易ですが、H32 と H34 はパネルと軽量構造にひずみ硬化強度を提供します。

化学的特性と組成の参考資料

アルミニウム層は安定した酸化膜によって耐食性を獲得しますが、鋼層は主に塗料、プライマー、陰極防食、または密閉されたドライサービスに依存します。アルミニウムと鋼の境界に海水が溜まると局所的な腐食が促進される可能性があるため、露出したエッジでは接着ラインをシールする必要があります。

実装基準とテストの実践

船舶用アルミニウム鋼クラッド板は、通常、認められた材料規格に裏付けられたプロジェクト購入仕様に従って供給されます。アルミニウム層は、ASTM B209、ASTM B928、EN 485、または関連する海洋合金要件に従うことができます。鋼層は、ASTM A131、ASTM A36、EN 10025、GB/T 712、または船級協会の鋼規則に従うことができます。

接着プレートの受け入れに関する一般的な参考資料には、爆発溶接クラッド プレートの仕様、超音波試験の実施、せん断試験、曲げ試験、および ABS、DNV、LR、BV、CCS、KR、または RINA のクラス承認規則が含まれます。溶接手順の認定は、多くの場合、アルミニウムの場合は AWS D1.2、鋼の場合は AWS D1.1、ISO 15614、または造船所が承認した WPS 文書に従います。

信頼性の高い供給パッケージには、通常、工場試験証明書、化学組成、機械的特性、接着強度試験結果、超音波検査記録、寸法レポート、熱数トレーサビリティ、および必要に応じて分類文書が含まれています。

トラブルを防ぐ製作上の注意点

取り付けの際、アルミニウム側はアルミニウムにのみ溶接し、スチール側はスチールにのみ溶接する必要があります。溶接アークが接合界面を横切って溶けてはいけません。過度の温度が脆い金属間層を厚くし、サービスの信頼性を低下させる可能性があるため、入熱を制御する必要があります。設計者は通常、溶接部を接着ラインから安全なマージンで離し、切断後のエッジ保護を指定します。

一般的なフィラーの選択肢には、合金と強度の要求に応じて、アルミニウム溶接用の 5356 または 5183 が含まれます。鋼材側の溶接は船体の鋼材グレードと承認された消耗品に従います。溶接後は塗装補修が必須です。スプレー、ビルジ水、または結露にさらされるエリアには、シーリング剤、適合するプライマー、および排水路を設置する必要があります。

海洋建設全般にわたるアプリケーション

船舶用アルミニウム鋼クラッド板は、アルミニウム甲板室と鋼甲板の間の接合部、ヘリコプターの甲板サポート、海上宿泊施設モジュール、巡視船の上部構造、フェリーの客室、橋梁構造物、ハッチコーミング、隔壁移行エリア、および軽量アルミニウムモジュールが鋼製支持体と接触する機器の基礎に使用されます。

修理や改造プロジェクトでも価値があります。古いスチール製の容器に新しいアルミニウム製のキャビンを取り付ける場合、クラッド プレートはボルトで締められたフランジ アセンブリよりもきれいな移行を提供します。これにより、メンテナンスのポイントが減り、荷重伝達が改善され、造船所に両側で溶接可能なソリューションが提供されます。

明確に指定する方法

適切な調査では、アルミニウム合金と質、鋼種、総厚さ、個々の層の厚さ、板のサイズ、好みの接合方法、必要なクラス承認、検査レベル、エッジの状態、表面保護、切断図、および意図する溶接プロセスを記載する必要があります。プレートが激しい飛沫ゾーン、低温使用、または高振動エリアで動作する場合は、製造前にこれらの条件を明記する必要があります。

船舶用アルミニウム鋼クラッドプレートは、2 つの金属を接合するだけではないため、その役割を果たしています。適切な海洋慣行に従って設計、テスト、設置された場合、船舶の軽量化、より安全な構造移行、より迅速な造船所での製造、およびより長い耐用年数が可能になります。