Алюминий в судостроении: Shipbuilding aluminum alloys
alexxlab | 05.04.2023 | 0 | Разное
Морской Алюминий – Алюминий для Судостроения
Морской алюминий
Морской алюминий — термин, обозначающий группу алюминиевого проката, который может использоваться для строительства морских судов. Алюминий в судостроении, в виде алюминиево-магниевых сплавов, получил широкое распространение. И потому часто носит различные имена: морской алюминий, корабельный алюминий, судовой алюминий, лодочный алюминий. Все эти названия связаны это с отличной коррозийной стойкостью алюминиево-магниевых сплавов (с содержанием магния от 3 до 6 %) как в пресной воде, так и морской воде. Безусловным важным качеством судового алюминия является хорошая свариваемость и хорошие прочностно-механические свойства. Но надо четко понимать назначение и условия работы изделия, для которого создания которого применяется судовой алюминий и разделять применение материала. Так для пресной речной или озерной воды вполне может подойдет листы из сплава АМг3 или по европейскому стандарту – листы 5754. Для малосоленой воды, например в условиях Балтики, лучше применять листы из сплав АМг5 или из европейского аналога листы 5083.
Коррозийную стойкость в условиях работы с морской водой могут обеспечить листы из сплава 1561. Но важно помнить, что вместе с повышением процента содержания магния повышается прочность, но снижается эластичность и повышается стоимость материала! О химическом составе и видах нагартовки алюминиевых сплавов, применяемых в судостроении можно также прочитать в статье: Морской алюминий
Листы алюминиевые для судостроения
Часто при постройки судов требуются материалы в соответствии с отраслевым стандартам в частности ОСТ1 92063-78 плиты из алюминиевых сплавов для судостроения и ОСТ1 92073-82 листы из алюминиевых сплавов для судостроения. При необходимости такие листы могут поставлены по вашему запросу. Основной материал по данным стандартам – листы и плиты из сплава 1561. Обращаем ваше внимание, что эти стандарты не предусматривают использование листов и плит АМг6. Но иногда и этих жестких требований бывает недостаточно! Требования современных судостроителей строги – нужны материалы алюминиевые листы с регистром!
Листы AluStar, AluTrans
На рынке морского алюминия есть множество вариантов листов на основе алюминиево-магниевых сплавов с содержанием магния от 4 до 6% с различными пакетами легирующих добавок.
Например в Европе широко распространены алюминиевые листы 5059 продаваемые под торговой маркой Alustar. Данные листы отличаются высокой стойкостью к морской воде – Seawater resistance. Важной чертой листов Alustar, то что они могут поставляться размером SuperSize 2000*8000 мм. А листы под торговой маркой Alutrans могут достигать размера до 2500*14000 мм! Понятно что данные позиции просто даже по доставке являются эксклюзивными.
Алюминиевые листы с сертификатом РМРС – Российского Морского Регистра Судоходства.
В судостроении все чаще запрашивают алюминиевые плиты, алюминиевые листы и другой прокат имеющий сертификат соответствия Российскому Морскому Регистру Судоходства или международному Морскому Регистру Ллойд. Невская Алюминиевая Компания может предложить поставку алюминиевых листов 1550 и 5083 (аналог АМг5) и алюминиевых листов 1561 (аналог АМг6), удовлетворяющих требованиям части XIII «Материалы» Правил классификации и постройки морских судов (под наблюдением Регистра) с отметкой соответствия в сертификате материала алюминиевых листов.
В Невской Алюминиевой Компании Вы можете купить со склада в Петербурге или Москве различные виды листов и плит алюминиевых для судостроения:
- Купить алюминиевые листы АМг3
- Купить алюминиевые листы АМг5
- Купить алюминиевые листы АМг6
- Купить алюминиевые листы 1561
- Купить алюминиевые плиты АМг6
- Купить алюминиевые плиты 1561
- Купить алюминиевую сварочную проволоку
- Купить рифленый алюминиевый лист в розницу в СПб
- Купить прямоугольные алюминиевые трубы
- Купить квадратные трубы Ад31
- Купить недорогие алюминиевые уголки
- Купить алюминиевые полосы
“Алюминий в судостроении. Новые возможности”
- Главная
- Проект программы 2023
- Деловая программа
- 22 сентября
- “Алюминий в судостроении.
Новые возможности”
Новые возможности”Конференция
Скачать PDF
программу
к программе
22.09.2021
14.00-15.30
Павильон G, Конференц-зал №G25-27
Спикеры сессии
Темы для обсуждения:
- Оценка современного этапа применения алюминия в судостроении.
- Возможности, связанные с разработкой новых сплавов, и технологий сварки алюминия
- Опыт применения сборных тонкостенных панелей и сварки трением с перемешиванием при создании крупнейшего в мире гражданского СВП “Хаска 10”.
- Восприятие новых возможностей конструкторскими бюро и промышленностью при планировании строительства серийных изделий.
Спикеры:
· Алифиренко Евгений Анатольевич, начальник лаборатории НИЦ «Курчатовский институт – ЦНИИ КМ «Прометей»
«Опыт изготовления сварных крупногабаритных облегченных панелей методом сварки трением с перемешиванием для скоростного гражданского судна»
· Кудрявцев Александр Сергеевич, главный конструктор ЦКБ «Нептун»
«Результаты проработки применения тонкостенных алюминиевых панелей АО Прометей для проектов катеров на воздушной подушке»
· Дриц Александр Михайлович, директор по развитию бизнеса и новых технологий «Арконик Россия», Руководитель Московского офиса «Арконик СМЗ»
«Новые возможности применения сплава 1565ч в судостроении»
· Есаков Сергей Юрьевич, главный прокатчик, «КУМЗ»
«Возможности КУМЗа в производстве продукции для судостроения»
· Корнейчук Николай Анатольевич, главный консультант, «Си Тех»
«Использование СТП панелей в скоростном судостроении.
Видение перспективы»
· Вахромов Роман Олегович, генеральный директор, ИЛМиТ
· Еремин Геннадий Николаевич, Заместитель генерального директора по работе с предприятиями, ФГУП «ЦНИИЧЕРМЕТ ИМ. И.П. БАРДИНА», кандидат технических наук
· Кучапов Андрей Владимирович, эксперт отдела конструкции корпуса и судовых устройств, Российский морской регистр судоходства
· Громов Александр Александрович, руководитель проекта, профессор НИТУ «МИСиС»
· Соколов Виктор Петрович, Ведущий научный сотрудник, ФГУП «Крыловский государственный научный центр»
Организатор
журнал “Морской флот”, соорганизатор НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»
Формат
Участие для экспонентов выставки “НЕВА” бесплатное, предварительная регистрация обязательна
Контактное лицо
Марина Титова
Руководитель отдела эксклюзивной застройки
+ 7 (916) 659-52-46
marina.
[email protected]
Вернуться обратно к программе
Скачать PDF
программу
Вернуться обратно к программе
Партнеры
Алюминиевые сплавы в судостроении – быстрорастущая тенденция – Aluminium Insider
Benchijigua Express, построенный Austal Ships, является крупнейшим в мире алюминиевым судном для автомобилей, большегрузных транспортных средств, самолетов, поездов и кораблей также значительно подстегнёт спрос на алюминиевый плоский прокат и экструдированные изделия.
Фактически, использование авиационного, морского и железнодорожного транспорта, вероятно, увеличится до такой степени, что ожидается, что их совокупная потребность в энергии составит около 85 % от количества, используемого легковыми автомобилями, к 2040 г., по сравнению с примерно 50 % в 2014 г. , по данным Exxon Mobile.
Необходимость снижения веса различных судов с целью увеличения полезной нагрузки и снижения расхода топлива привела судостроителей к использованию алюминиевых сплавов из-за их способности снижать вес судовых конструкций до 50 % по сравнению с изготовленными из низкоуглеродистых сталей. Кроме того, примерно в пять раз более высокая стоимость алюминиевых сплавов по сравнению со стоимостью низкоуглеродистой стали становится приемлемой, если принять во внимание увеличение общей стоимости, с одной стороны, увеличение полезной нагрузки, а также превосходную коррозионную стойкость. с другой (меньшие затраты на техническое обслуживание). Алюминиевые сплавы также напрямую уменьшают потерю собственного веса груза из-за более легкой конструкции корабля, в то же время улучшая остойчивость корабля.
Кроме того, за счет уменьшения веса судна использование алюминиевых сплавов позволяет развивать более высокие скорости, большую полезную нагрузку, меньший расход топлива, большие расстояния и превосходную маневренность.
Позиция стали как наиболее широко используемого материала в судостроении обусловлена ее превосходными механическими свойствами и низкой себестоимостью производства. Однако нетермообрабатываемые сплавы Al-Mg считаются благоприятными с точки зрения стоимости и всех необходимых свойств для успешной эксплуатации сосудов. Наиболее популярными алюминиевыми сплавами для использования в агрессивных средах являются нетермообрабатываемые сплавы типа 5000 и термообрабатываемые сплавы типа 6000 из-за хорошо сбалансированных показателей прочности, свариваемости и формуемости. Сплавы 6000 прочнее, но в два-три раза менее устойчивы к коррозии, чем сплавы серии 5000. Практически полное отсутствие необходимости в уходе за поверхностями морских конструкций (менее частая покраска или обновление покрытия) является важным фактором экономии средств при обслуживании корабля – спасательным кругом для любого алюминиевого компонента.
Традиционными и наиболее часто используемыми алюминиевыми сплавами в судостроении являются сплав Al-Mg типа 5083 для пластин и сплав Al-Mg-Si типа 6082 для экструзии. Было обнаружено, что эти сплавы надежны как в морской эксплуатации, так и в процессе производства. Алюминиевые сплавы соответствуют или превышают минимальные требования к пределу текучести для сталей нормальной прочности (мягких сталей) и даже могут конкурировать с высокопрочными сталями. Они также обладают превосходной коррозионной стойкостью (сталь подвергается коррозии со скоростью 120 микрометров в год, в то время как в аналогичном исследовании алюминий подвергается коррозии со скоростью всего 1 микрометр в год).
Не пропустите ни одного обновления от Aluminium Insider. Подпишитесь на нашу еженедельную рассылку!
Не пропустите ни одного обновления от Aluminium Insider. Подпишитесь на нашу еженедельную рассылку!
Материальные затраты на постройку корабля составляют всего 1-2% от общей стоимости корабля.
Основные затраты связаны с изготовлением корабля. Сегодняшние достижения в производстве алюминиевых сплавов предлагают значительные факторы экономии, и производство алюминиевых кораблей наравне со стальными может стать будущим. Судостроители, такие как австралийская компания Austal, внедряют дополнительные усовершенствования в производство алюминиевых судов, включая фрезерную резку, комплектацию, сложные экструзии и сварку, что значительно повысит производительность и снизит затраты в будущем, поскольку труд является самой высокой статьей расходов при строительстве судов. судно с использованием алюминиевых сплавов.
Компания Austal является мировым лидером в области строительства и проектирования алюминиевых судов. Помимо использования высокой прочности алюминиевых сплавов для судостроения, они также используют композиционные материалы (стекловолокно и углеродное волокно) для облегчения судов. В целом, все австралийские верфи заработали репутацию качества и скорости, когда речь идет о судах с интенсивным использованием алюминия.
Макото Яката, генеральный менеджер отдела планирования продаж UACJ, одного из ведущих мировых производителей алюминиевого проката, недавно сообщил Bloomberg, что спрос на алюминиевую продукцию со стороны судостроителей СПГ вырос после аварии на атомной электростанции в Японии в 2011 году. Прогноз компании по спросу со стороны газовозов СПГ вырос до 44 000 тонн в 2015 году с еще одним увеличением до 56 000 тонн в 2016 финансовом году. Один танкер использует 4000 тонн алюминиевых листов, сказал Яката, добавив, что он будет производить продукцию для 30 газовозов до Март 2017.
Алюминий используется не только в строительстве танкеров и больших кораблей, но и в яхтах, моторных лодках, катерах, а также подводных плавсредствах. Большинство спортивных лодок построены из алюминия, от киля до мачты, что дает им преимущество в скорости, в то время как суда большой грузоподъемности строятся из стали. Тем не менее, надстройка и другое вспомогательное оборудование выполнены из алюминия для снижения веса и увеличения грузоподъемности.
В настоящее время нет достоверных данных о том, сколько алюминиевых сплавов используется судостроителями на более чем 430 верфях по всему миру, но примерная (моя личная) оценка составляет около 1-1,2 млн тонн в год, большая часть которых принадлежит к алюминиевому прокату (75-80%).
Алюминиевые корабли имеют явное преимущество перед стальными кораблями в отношении общей стоимости владения. Это связано с тем, что алюминиевые корабли легче и потребляют меньше топлива, чем стальные. Алюминиевые корабли также не несут затрат на техническое обслуживание в течение всего жизненного цикла, связанных с покраской, и, поскольку они, как правило, меньше, они требуют меньшего количества персонала. И когда срок службы алюминиевого сосуда подходит к концу, он продолжает приносить значительные выгоды благодаря своей высокой стоимости переработки.
При всех существующих технологиях и методах, доступных для алюминиевого судостроения, алюминий может в будущем заменить сталь в качестве основного конструкционного материала корабля.
Использование алюминиевых сплавов будет особенно расти на небольших кораблях и яхтах, в то время как на длинных кораблях и танкерах (более 130 м) по-прежнему будет преобладать сталь. В целом будущее алюминия в судостроении светлое.
Новые разработки в алюминиевом судостроении
Написанию этой статьи способствовала текущая деятельность в вооруженных силах США, экстраординарные разработки в алюминиевом судостроении, происходящие в Австралии, и создание новых высокопрочных алюминиевых сплавов. , прежде всего в Европе, для судостроительной промышленности.
Недавно мне посчастливилось посетить Incat Tasmania Pty Ltd (судостроение) у юго-восточного побережья Австралии. Этот производитель на протяжении многих лет выводит алюминиевое судостроение на новый уровень. В 1977 году они спустили на воду свой первый высокоскоростной катамаран, а сегодня они производят новое поколение 98-метровых (более 100 ярдов) волнобоев, которые проходят испытания в вооруженных силах США (см.
Алюминиевые сварные суда в Вооруженных силах США
В ответ на большой интерес американских военных к высокоскоростным судам, Incat через свою дочернюю компанию в США Incat USA сформировала стратегический альянс с американской верфью для выхода на рынок и создавать инновационные конструкции кораблей для военных и коммерческих рынков США.
Стратегический альянс Bollinger/Incat USA объединяет Incat, ведущего производителя самых быстрых в мире автомобильных/пассажирских паромов, с Bollinger, проверенным производителем разнообразных высокоскоростных, надежных и эффективных патрульных катеров для ВМС США и береговой охраны.
Правительство США предоставило компании Bollinger/Incat USA чартер высокоскоростного корабля (HSC) для многофункциональной программы, эксплуатируемой различными подразделениями вооруженных сил США. Судно HSC, теперь известное как Joint Venture HSV-X1 (см. рис. 1), используется для оценочных и демонстрационных испытаний, чтобы оценить полезность такой технологии в приложениях вооруженных сил США и береговой охраны. Совместное предприятие 
, медицинские учреждения и дальнобойные топливные баки. Как Совместное предприятие продолжает преуспевать в своей экспериментальной роли. Намерение Incat реализовать военный потенциал таких кораблей сделало еще один шаг вперед в сентябре 2002 г. с продажей USAV TSV-1X Spearhead компании Bollinger/Incat USA для чартера Армия США.
Spearhead (см. рис. 2) — первое судно поддержки театра военных действий (TSV) армии США, являющееся частью программы Advanced Concept Technology Demonstrator (ACTD), разработанной Управлением министра обороны и армией США. Spearhead будет использоваться для демонстрации и оценки его способности работать в определенных сценариях миссий, оценки его полезности для вооруженных сил США и уточнения требований к следующему поколению армейских гидроциклов. TSV имеет решающее значение для способности армии выполнять свою миссию в соответствии с Разделом 10 внутри театра военных действий. Spearhead будет использоваться в миссиях, чтобы максимизировать его скорость и гибкость, и необходим как для снабжения, так и для перемещения предварительно размещенных армейских запасов и воинских частей.
Всего через три недели после заключения контракта на Spearhead поступил еще один, отдельный заказ от вооруженных сил США.
Командование морских перевозок в Вашингтоне, округ Колумбия, является заказчиком, который арендует 98-метровый корабль у компании Bollinger/Incat USA, LLC, Локпорт, штат Луизиана, для поддержки Командования противоминной борьбы ВМС США. Корабль HSV-X2 в настоящее время строится на верфи в Хобарте, Тасмания, а его доставка в Инглсайд, штат Техас, запланирована на июнь 2003 года. 350 человек личного состава и боевой техники. Контракт требует минимальной рабочей дальности 1100 морских миль при скорости 35 узлов, а также минимальной дальности транзита 4000 морских миль при средней скорости 20 узлов. Кроме того, судно должно быть способно работать 24 часа в сутки на малой скорости (3-10 узлов) для небольших катеров и вертолетов.
Будет установлена кормовая аппарель, позволяющая включать и выключать погрузку непосредственно за кормой или с правой стороны. Рампа будет способна загружать/разгружать множество военных машин, включая боевые танки массой до 140 000 фунтов. Рампа также будет способна запускать и поднимать амфибийные десантные машины.
Для этого конец аппарели будет погружен в воду, что позволит транспортным средствам-амфибиям въезжать и выезжать.
Корабль также будет способен спускать на воду и поднимать небольшие лодки и беспилотные транспортные средства весом до 23 000 фунтов. в процессе.
Судно также будет оснащено сертифицированной NAVAIR вертолетной площадкой для эксплуатации вертолетов MH-60S, CH-46, UH-1 и AH-1. Будет предоставлена защищенная от непогоды площадка для хранения и обслуживания двух вертолетов MH-60S, а также система буксировки и восстановления Carriage Stream (CSTARS). Эта вертолетная палуба сможет перевозить оборудование весом до 6000 фунтов. на палубу автомобиля и обратно.
Новые разработки в области высокопрочных алюминиевых сплавов для морского применения
До недавнего времени самый популярный базовый материал, используемый для алюминиевого судостроения, 5083, почти не имел конкуренции со стороны других сплавов. Базовый сплав 5083 был впервые зарегистрирован Алюминиевой ассоциацией в 1954 году, и, хотя его часто называют морским алюминиевым сплавом, он использовался во многих областях, помимо судостроения.
Популярность сплава 5083 в судостроительной промышленности во многом обусловлена его доступностью, а также его способностью обеспечивать алюминиевый сплав с превосходными характеристиками прочности, коррозионной стойкости, формуемости и свариваемости. Другие сплавы с более низкой прочностью, такие как 5052 и 5086, обычно использовались для изготовления лодок меньшего размера, с меньшими нагрузками и, как правило, для внутренних озер, но сплав 5083 преобладал в производстве океанских судов.
В последние годы производители алюминия добились прогресса в разработке улучшенных алюминиевых сплавов, специально предназначенных для судостроительной промышленности. В 1995 году производитель алюминия Pechiney из Франции зарегистрировал алюминиевый сплав 5383 и продвигал этот материал в судостроительной промышленности как имеющий улучшения по сравнению со сплавом 5083. Эти усовершенствования обеспечили возможность значительного снижения веса конструкции алюминиевых сосудов и включали увеличение предела текучести после сварки минимум на 15 %, улучшение коррозионных свойств и повышение усталостной прочности на 10 %.
Эти разработки в сочетании с характеристиками формуемости, изгиба, резки и свариваемости, по крайней мере, равными характеристикам сплава 5083, сделали сплав 5383 очень привлекательным для проектировщиков и производителей, которые раздвигали границы для производства более крупных и быстрых алюминиевых кораблей.
Совсем недавно, в 1999 году, производитель алюминия Corus Aluminium Walzprodukte GmbH в Кобленце (Германия) зарегистрировал алюминиевый сплав 5059 (Alustar) в Американской алюминиевой ассоциации. Этот сплав также был разработан как передовой материал для судостроительной промышленности, обеспечивающий значительное повышение прочности по сравнению с традиционным сплавом 5083. Corus продвигает сплав 5059 как обеспечивающий улучшенные минимальные механические свойства по сравнению со сплавом 5083. Эти улучшения упоминаются как увеличение предела текучести на 26% до сварки и увеличение предела текучести на 28% (по сравнению со сплавом 5083) после сварки. из закалочных пластин h421/h216 AA5059(сплав Алустар).
Сварка новых алюминиевых сплавов
Процедуры сварки, используемые для этих высокопрочных сплавов, очень похожи на процедуры, используемые при сварке более традиционных базовых сплавов 5083. Присадочный сплав 5183 и 5556 подходят для сварки основных сплавов 5383 и 5059. Эти сплавы в основном свариваются методом GMAW с использованием как чистого аргона, так и смеси защитного газа аргон/гелий. Добавление гелия до 75% не редкость и полезно при сварке более толстых профилей. Содержание гелия обеспечивает более высокий нагрев при сварке, что помогает бороться с избыточным теплоотводом при сварке толстолистового металла. Дополнительное тепло, связанное с защитным газом гелием, также помогает снизить уровень пористости, что очень полезно при сварке более ответственных соединений, таких как листы корпуса, которые часто подвергаются радиографическому контролю.
Данные о расчетной прочности этих сплавов можно получить у производителей материалов, однако, по всей видимости, в текущих технических требованиях на сварку указаны небольшие значения прочности в состоянии после сварки.
Конечно, эти относительно новые базовые сплавы не входят в список материалов в соответствии с нормами AWS D1.2 по сварке конструкций — алюминий, и, следовательно, в эти нормы не включены минимальные требования к прочности на растяжение. Если этот материал по-прежнему будет использоваться для сварных конструкций, необходимо будет решить эту ситуацию, установив соответствующие значения прочности на растяжение и включив их в соответствующие нормы сварки.
Предварительные испытания основного сплава 5059 (Alustar) показали, что могут возникнуть проблемы, связанные с тем, что металл сварного шва не способен обеспечить минимальный предел прочности на растяжение в зоне термического влияния основного материала. Одним из методов повышения прочности сварного шва на растяжение было увеличение количества легирующих элементов, вытягиваемых из материала пластины в сварной шов. Этому способствовало использование добавок гелия к защитному газу, что дает более широкий профиль проникновения, который включает больше основного материала.