Por qué la placa de aluminio 5052 domina la fabricación de tanques de combustible
La aleación de aluminio-magnesio 5052 se ha convertido en el grado de placa predeterminado para los tanques de combustible diésel de camiones, camiones hormigonera y otros-vehículos comerciales de servicio pesado. El material combina resistencia moderada, excelente conformabilidad y fuerte resistencia al combustible, la sal de la carretera y la corrosión atmosférica, por lo que los cascos de los tanques se pueden producir sin pintura ni revestimiento interno. La aleación contiene entre un 2,2% y un 2,8% de magnesio junto con una pequeña adición de cromo, y no es tratable térmicamente:-la resistencia se desarrolla mediante endurecimiento por deformación seguido de un recocido estabilizador.
Debido a que la placa se suministra en forma de bobina y cortada-a-lámina según ASTM B209, EN 485-2 y GB/T 3880.2, un fabricante de tanques puede construir carcasas, deflectores y tapas de extremo de un grado y mantener los procedimientos de soldadura consistentes en todo el conjunto.
Composición química de la aleación 5052
| Elemento | Contenido (%) |
|---|---|
| Magnesio (Mg) | 2.2–2.8 |
| Cromo (Cr) | 0.15–0.35 |
| Hierro (Fe) | 0,40 máx. |
| Silicio (Si) | 0,25 máx. |
| Cobre (Cu) | 0,10 máx. |
| Manganeso (Mn) | 0,10 máx. |
| Zinc (Zn) | 0,10 máx. |
| Aluminio | Resto |
Propiedades mecánicas por temperamento
| Temperamento | Resistencia a la tracción | Límite elástico (0,2%) | Alargamiento | Uso típico del tanque |
|---|---|---|---|---|
| O | 170–215 MPa | 65 MPa mín. | 14% mínimo | Tapas de extremo y deflectores embutidos-profundos |
| H32 | 210–260 MPa | 160 MPa mín. | 7% mínimo | Carcasas, deflectores, correas de montaje |
| H34 | 235–285 MPa | 180 MPa mín. | 5% mínimo | Carcasas y soportes-de mayor resistencia |
Temper H32 es el caballo de batalla para las carcasas de los tanques de combustible. Ofrece suficiente resistencia para que una pared de 4 a 5 mm resista el aumento hidráulico sin agrietarse en las esquinas formadas, al tiempo que conserva la ductilidad necesaria para rodar y rebordear.
Selección de espesor para carcasas, deflectores y tapas de extremo
Carcasa (cuerpo principal):4,0–6,0 mm en H32 o H34, según el volumen del tanque y el método de montaje
Deflectores internos:3,0 a 4,0 mm; El control del chapoteo importa más que la rigidez a la flexión aquí.
Tapas y cabezales finales:4,0 a 5,0 mm; Es posible que se necesite un plato más grueso cuando la cabeza es abombada en lugar de plana.
Correas y soportes:5,0–6,0 mm donde el tanque está sujeto al bastidor del chasis
Drenaje del deflector y orificios de ventilación:perforado y desbarbado, espacio mínimo de 20 mm desde los dedos de soldadura
Los anchos comerciales estándar son de 1000 a 1500 mm y las longitudes estándar de 2000 a 4000 mm. Las tolerancias de espesor siguen el rango normal de ASTM B209 para láminas y placas, que es más estricto para un espesor nominal determinado que las tolerancias de placa de patrón-utilizadas en la placa de piso.
Ahorro de peso, resistencia a la corrosión y vida útil
El aluminio tiene una densidad de aproximadamente 2,68 g/cm³ frente a 7,85 g/cm³ del acero al carbono. Debido a que el aluminio tiene un módulo elástico más bajo (alrededor de 70 GPa frente a 200 GPa), el espesor de la pared debe aumentarse para lograr una rigidez equivalente, por lo que un conjunto de tanque real normalmente pesa entre un 45% y un 60% menos que su contraparte de acero en lugar de la relación de densidad total. En un camión de largo-recorrido, este peso recuperado se destina directamente a la carga útil.
5052 no se oxida. Su superficie rica en magnesio-forma una película pasiva de óxido que resiste el diésel, las mezclas de biodiésel y la sal descongelante, por lo que los tanques de aluminio sin pintar se mantienen limpios durante años. Se aplican dos límites prácticos: los agentes de limpieza alcalinos fuertes atacan la película de óxido y la aleación no debe usarse para un servicio sostenido por encima de aproximadamente 65 grados.
El reciclaje al final-de-vida útil es otra ventaja. La chatarra de aluminio conserva su valor y se recicla sin pérdida de propiedades, y una alta proporción del metal utilizado en un tanque de chatarra vuelve-a la corriente de fusión.
Práctica de fabricación y soldadura
5052 se suelda fácilmente mediante MIG o TIG utilizando relleno 5356 para una máxima resistencia de la unión o relleno 4043 donde se desea una tolerancia a las grietas ligeramente mejor y una combinación de colores después del anodizado. No se requiere tratamiento térmico posterior-a la soldadura; la zona afectada por el calor-se suaviza un poco pero aún satisface las propiedades mínimas de H32 en espesores de capa normales. Prácticas recomendadas:
Limpiar la junta con un cepillo inoxidable y desengrasar inmediatamente antes de soldar; El óxido de aluminio se funde muy por encima del metal.
Utilice un radio de curvatura mínimo de aproximadamente 1,5 veces el espesor para H32 a temperatura ambiente y 2,0 veces para H34.
Diseñe deflectores con un perímetro soldado o un enclavamiento mecánico para evitar la concentración de tensiones bajo cargas transitorias.
Desbarbe todos los bordes cortados; Los bordes afilados son el punto de partida habitual para el agrietamiento por fatiga en servicio.
Preguntas frecuentes
P: ¿Por qué se prefiere el 5052 al 3003 para un tanque de combustible?
5052 contiene magnesio y cromo, que elevan su resistencia a la tracción y a la fatiga muy por encima del 3003 y al mismo tiempo mantienen una resistencia a la corrosión similar.. 3003 todavía se usa para cubiertas de baja-tensión, pero no para una carcasa que soporta cargas de líquido.
P: ¿Se puede reparar un tanque de combustible de aluminio en el campo?
Sí. La soldadura MIG o TIG con relleno 5356 es la ruta de reparación estándar. Drene y purgue el tanque, elimine el vapor de combustible residual y corte el material agrietado en lugar de soldarlo.
P: ¿El 5052 es adecuado para biodiesel y combustibles mezclados?
La aleación resiste el diésel y las mezclas típicas de biodiésel como el B20. Evite almacenar combustible muy ácido o contaminado-con agua durante períodos prolongados y nunca utilice soluciones de limpieza cáusticas dentro del tanque.
P: ¿Qué espesor se utiliza para un camión cisterna de 300 litros?
Una construcción típica utiliza una carcasa H32 de 4,0 a 5,0 mm, cabezales abombados de 4,0 mm y deflectores internos de 3,0 mm. Los tanques más grandes y los vehículos todoterreno-normalmente utilizan proyectiles de 5,0 a 6,0 mm.
P: ¿El tanque necesita pintura o anodizado?
No se requiere recubrimiento. El acabado laminado es estándar y autoprotector-. El anodizado o el recubrimiento en polvo se eligen por su apariencia o identificación de flota, no por su comportamiento frente a la corrosión.
P: ¿Cuánto peso ahorra realmente un tanque de aluminio?
Para una rigidez equivalente, espere una reducción del 45 al 60 % en comparación con un tanque de acero pintado de la misma capacidad. La ganancia depende principalmente de si el diseño está impulsado por la rigidez-o por la resistencia-.
