La aleación 5052 es una de las aleaciones de aluminio-magnesio más especificadas para estructuras marinas. Seleccionar el espesor de placa correcto siempre requiere un equilibrio entre resistencia estructural, peso, soldabilidad, rendimiento contra la corrosión y costo del material. Las secciones siguientes establecen los rangos de espesores que normalmente se laminan para la construcción naval, las normas que los definen y las comprobaciones de diseño que deciden el número final en un plano.
Rango de espesor de placa de aluminio común 5052 para construcción naval
Las placas utilizadas para los cascos, las cubiertas y la estructura interna suelen laminarse entre 1,6 mm y 6 mm. Se producen secciones más pesadas para quillas, bancadas de motores y refuerzos locales.
1,6 mm - 2.5 mm:embarcaciones ligeras, superestructuras, paneles-sin carga-y revestimientos internos.
3 milímetros - 4 milímetros:embarcaciones de trabajo-de tamaño mediano, pequeñas embarcaciones de carga, planchas de cubierta y mamparos estancos.
5 milímetros - 6 milímetros:embarcaciones más grandes, fondos, quillas y cuadernas que soportan cargas pesadas o de impacto.
La tolerancia de espesor debe cotizarse según el estándar solicitado, porque la desviación negativa permitida es proporcionalmente mayor en láminas delgadas y afecta directamente el cálculo del escantillado.
Selección de espesor por función estructural
| Espesor | Componente típico | Razón de diseño |
|---|---|---|
| 1.6 - 2.5 milímetros | Superestructura, paneles de caseta, revestimientos internos. | Peso reducido, fácil conformado y soldadura, rigidez adecuada con refuerzos |
| 3 - 4 milímetros | Revestimientos de la cubierta principal, mamparos, paredes de los tanques de agua y combustible | Fuerza, rigidez y peso equilibrados; buen comportamiento de fatiga |
| 5 - 6 milímetros | Forros, quilla, cuadernas, plataformas de motor. | Alta resistencia local, al impacto y a la abrasión en la zona cargada. |
| 6 mm y más | Zapata de quilla, roda, refuerzo local, brazolas de escotilla | Resiste cargas de puesta a tierra y fuerzas concentradas de maquinaria. |
Estándares y temperamentos detrás de los números
La aleación 5052 es una aleación de Al-Mg no-tratable térmicamente-y se suministra en temple O, H32, H34 o H112. Los grados marinos normalmente se solicitan según los siguientes documentos, y el espesor, la tolerancia y los valores mecánicos citados deben provenir del mismo estándar utilizado en el cálculo del diseño.
ASTM B928:Productos de aleación de aluminio con alto contenido de-magnesio para servicios marítimos y entornos similares.
ASTM B209:láminas y placas de aluminio, incluida la aleación 5052, con tolerancias de espesor especificadas.
EN 485-2 y EN 485-4:Propiedades mecánicas y tolerancias para-láminas, tiras y placas laminadas en frío.
GB/T 3880,2 y GB/T 3880,3:Propiedades mecánicas y tolerancias dimensionales para placas y láminas de aluminio forjado.
Serie ISO 12215:Escantillón y presiones de diseño para embarcaciones pequeñas, ampliamente aplicadas a cascos de aluminio.
Los valores mecánicos típicos para el 5052 recocido son una resistencia a la tracción de aproximadamente 195 MPa con aproximadamente un 25 por ciento de alargamiento; el temple H32 endurecido por trabajo-alcanza aproximadamente 230 MPa de tracción con una tensión de prueba del 0,2 por ciento cerca de 195 MPa. La tensión de prueba más alta es la razón por la que se prefiere el H32 para el revestimiento de cubiertas y cascos, mientras que se selecciona el templado O cuando se requiere un conformado severo.
Cómo determinar el espesor óptimo
Tipo de embarcación y finalidad:las embarcaciones de recreo prefieren placas más finas para aumentar la velocidad; Los barcos de trabajo y los buques de transporte necesitan un revestimiento más grueso para mayor durabilidad.
Tamaño del barco:luces más largas y mayores desplazamientos aumentan los momentos flectores y, por tanto, el espesor de la placa.
Función estructural:las placas del casco y de la cubierta se rigen por la presión local y el espaciamiento de los refuerzos; quillas y fondos por cargas de impacto y puesta a tierra.
Soldadura y fabricación:El 5052 se suelda fácilmente con alambre de relleno 5356 o 5554, pero el aporte de calor y la preparación de la unión deben controlarse en calibres más pesados para limitar la distorsión.
Corrosión y recubrimiento:una placa más gruesa soporta una masa térmica mayor, lo que influye en el curado y la adhesión del recubrimiento; La preparación de la superficie sigue siendo el factor decisivo para el rendimiento-a largo plazo.
Costo y peso:cada milímetro adicional añade peso, reduce la carga útil y aumenta el coste de material y combustible, por lo que el espesor mínimo que cumple las normas suele ser la opción económica.
Efecto del espesor sobre el rendimiento del recipiente
La reducción del espesor de la placa reduce el desplazamiento, lo que reduce la potencia requerida del motor y el consumo de combustible y puede aumentar la velocidad de servicio. El aumento del espesor aumenta el módulo de la sección y la vida a fatiga, especialmente en el fondo y la zona de la quilla, pero el espesor excesivo añade peso a la parte alta de la estructura y puede reducir los márgenes de estabilidad. Por lo tanto, lo óptimo es la placa más delgada que satisfaga la regla de escantillón, el caso de presión local y los límites de soldadura y manipulación del patio.
Preguntas frecuentes
P: ¿Qué espesor de placa de aluminio 5052 se utiliza para los cascos de embarcaciones?
Los cascos suelen construirse con placas de 3 mm a 6 mm, mientras que las embarcaciones más ligeras utilizan paneles de 1,6 mm a 2,5 mm y las embarcaciones de trabajo más grandes utilizan paneles de 6 mm o más en el fondo y la quilla.
P: ¿El aluminio 5052 es adecuado para revestimiento por debajo-de la línea de flotación?
Sí. 5052 resiste bien la corrosión del agua de mar y se usa ampliamente para superficies mojadas. Debe estar aislado de metales diferentes y protegido contra grietas alrededor de sujetadores y accesorios.
P: ¿Qué temperamento se debe especificar para las placas marinas?
Se especifica H32 o H34 cuando se necesita una mayor tensión de prueba para el enchapado, O templado donde la placa debe formarse o laminarse hasta una curvatura estrecha, y H112 para secciones más pesadas-laminadas en caliente.
P: ¿Cómo se define la tolerancia del espesor de la placa?
La tolerancia se define en la norma de pedido, por ejemplo ASTM B209 o EN 485-4, y se expresa como una desviación permitida de menos y más del espesor nominal medido fuera de los bordes laminados.
P: ¿Se puede soldar la placa 5052 sin tratamiento térmico posterior-a la soldadura?
Sí,. 5052 no se refuerza mediante tratamiento térmico, por lo que las uniones soldadas no requieren tratamiento térmico posterior-a la soldadura. La soldadura con relleno 5356 restaura la resistencia de la unión al nivel del metal base.
P: ¿La placa 5052 más gruesa mejora la eficiencia del combustible?
No, todo lo contrario. La placa más gruesa aumenta el desplazamiento y la superficie mojada, lo que aumenta la demanda de energía. Por lo tanto, el espesor debe basarse en requisitos estructurales y no en una suposición de eficiencia.
