چرا 5052 برای محیط های دریایی و مرطوب مناسب است؟
صفحه آلومینیومی 5052 یکی از مواد استاندارد برای بدنه قایق، سازه کشتی، اتصالات عرشه و کارهای معماری ساحلی است. در این شرایط به دلیل دو خاصیت که با هم عمل می‌کنند، مقاومت می‌کند: یک ترکیب شیمیایی آلیاژی که در برابر حمله محلول‌های کلرید مقاومت می‌کند و یک لایه سطحی که خودش را ترمیم می‌کند. در سرویس، نتیجه یک نرخ خوردگی کم و قابل پیش بینی به جای از دست دادن پیشرونده بخش است که فولاد محافظت نشده متحمل می شود.
این آلیاژ حاوی حدود 2.5٪ منیزیم با افزودنی کروم است و حرارت- قابل درمان نیست. منیزیم استحکام می بخشد و رفتار خوردگی را بهبود می بخشد. کروم ریزساختار را اصلاح می کند و به سرکوب اشکال خاصی از حملات موضعی کمک می کند. هیچ یک از عناصر در سرویس مصرف نمی شود، بنابراین حفاظت به جای اینکه وابسته به یک پوشش باشد، ذاتی مواد است.
مکانیسم پشت مقاومت در برابر اسپری نمک
هنگامی که آلومینیوم در معرض هوا یا آب قرار می گیرد، اکسیژن بلافاصله با سطح واکنش می دهد و یک لایه نازک و چسبنده اکسید آلومینیوم به ضخامت چند نانومتر تشکیل می دهد. این فیلم مانع اولیه ای است که فلز را از محیط جدا می کند. از نظر الکتریکی عایق است و از نظر شیمیایی در محدوده وسیعی از PH پایدار است، و خود التیام می‌یابد: اگر سطح خراشیده شود، در عرض چند ثانیه اکسید تازه تشکیل می‌شود، به شرطی که اکسیژن وجود داشته باشد.
در 5052 محتوای منیزیم شخصیت آن فیلم را تغییر می دهد. اکسید منیزیم و هیدروکسید منیزیم در لایه سطحی ترکیب شده و آن را در حضور یون های کلرید که گونه های مهاجم در آب دریا و اسپری نمک هستند، پایدارتر می کنند. کروم با محدود کردن بارش فازهای درشتی که در آنها خوردگی موضعی شروع می شود، نقش حمایتی ایفا می کند.
نمک‌های رسوب‌شده از اسپری دریا، رطوبت‌سنجی هستند: آنها یک لایه نازک از الکترولیت غلیظ را روی سطح نگه می‌دارند، حتی زمانی که مواد توده‌ای خشک به نظر می‌رسند. در داخل آن فیلم، کاهش اکسیژن در مکان‌های کاتدی، انحلال فلز را در مکان‌های آندی متعادل می‌کند و لایه اکسید همان چیزی است که واکنش آندی را قطع می‌کند. چون فیلم مستمر است و اصلاح می شود، حمله به جای نفوذ، سطحی و عمومی می ماند.
داده های عملکرد و مقایسه
| شرایط قرار گرفتن در معرض | رفتار آلومینیوم 5052 |
|---|---|
| نمک پاش خنثی | حمله یکنواخت کم؛ هیچ حفره قابل توجهی تحت آزمایش استاندارد وجود ندارد |
| غوطه وری مداوم در آب دریا | نرخ خوردگی بسیار کم، با تیره شدن جزئی سطح در مواجهه طولانی مدت |
| جو دریایی و منطقه چلپ چلوپ | از ایجاد شکاف ها و رطوبت محبوس شده بسیار عالی جلوگیری می شود |
| سرویس داخلی با رطوبت بالا | عالی، بدون زنگ زدگی سطوح مجاور |
قرار گرفتن در معرض اسپری نمک خنثی معمولاً با ASTM B117 ارزیابی می شود، با روش های اسپری نمک حلقوی و مه نمکی مانند ASTM G85 که در آن خدمات شامل خیس کردن و خشک کردن است. از آنجایی که آلیاژ قابل عملیات حرارتی نیست، اتصالات جوش داده شده آن برخلاف نواحی تحت تأثیر حرارت برخی آلیاژهای سری 6000 و 7000، مقاومت خوردگی قابل مقایسه با فلز اصلی را حفظ می‌کنند.
برنامه هایی که بر این رفتار تکیه دارند
بدنه قایق، عرشه، کابین و روبنای صنایع دستی کوچک و قایق های کار
سخت افزار دریایی، براکت، نردبان و نرده
مخازن سوخت و آب در شناورها و وسایل نقلیه
پوشش های معماری ساحلی و فراساحلی، سقف و فاسیا
اجساد و کانتینرهای حمل و نقل در معرض نمک جاده و آب و هوا
مبدل های حرارتی و سیستم های خنک کننده در محیط های مرطوب کارخانه
نکات طراحی، ساخت و کیفیت
لایه اکسید از یک سطح تمیز و آزاد محافظت می کند. نمی‌تواند از شکاف محافظت کند، بنابراین طراحی باید از اتصالات محکم روی هم، دامان‌های آب‌بندی نشده و تله‌هایی که آب می‌تواند بدون تجدید اکسیژن بنشیند اجتناب کند. بست ها و اتصالات باید از آلومینیوم جدا شوند که در آن فلزی غیر مشابه مانند فولاد ضد زنگ یا فولاد کربنی استفاده می شود، زیرا آلومینیوم به عنوان آند در یک جفت گالوانیکی عمل می کند و ترجیحاً خورده می شود.
تمرین ساخت نیز مهم است. برس های سیمی فولاد کربنی و ابزارهای جابجایی ذرات آهن جاسازی شده را بر جای می گذارند که زنگ زده و سطح را لکه دار می کنند، بنابراین از آلومینیوم اختصاصی یا ابزار ضد زنگ در سراسر آن استفاده می شود. در جایی که صفحه رنگ شده یا آنودایز می شود، سطح باید بلافاصله پس از تمیز کردن آماده شود، زیرا یک اکسید تازه تشکیل شده به ضخیم شدن ادامه می دهد و بر چسبندگی اثر می گذارد.
بازرسی برای سفارشات دریایی معمولاً ترکیب شیمیایی، استحکام کششی، استحکام تسلیم و ازدیاد طول در برابر ASTM B209، بررسی ابعاد و مسطح بودن، و معاینه سطحی برای آلودگی و آسیب حمل را پوشش می‌دهد. مواد همراه با گواهینامه ای که شماره حرارت و نتایج اندازه گیری شده را ذکر می کند، ارائه می شود و در جایی که کشتی طبقه بندی می شود، تأییدیه انجمن مربوطه در اسناد ثبت می شود. ترکیب شیمی آلیاژ و خواص آزمایش شده چیزی است که به طراح اجازه می دهد تا یک بازه نگهداری را با اطمینان به جای حدس و گمان برنامه ریزی کند.
سوالات متداول
س: چرا 5052 در برابر پاشش نمک بهتر از بسیاری از آلیاژها مقاومت می کند؟
پاسخ: محتوای منیزیم آن لایه اکسید آلومینیوم را که به طور طبیعی تشکیل می شود تثبیت می کند و آن را در برابر حمله کلرید مقاوم تر می کند و افزودن کروم مکان هایی را که در آن خوردگی موضعی شروع می شود محدود می کند.
س: مکانیسم حفاظت چیست؟
A: یک لایه اکسید نازک، چسبنده و خود ترمیم شونده- روی سطح تشکیل می شود. به عنوان یک مانع بین فلز و الکترولیت عمل می کند و در صورت در دسترس بودن اکسیژن بلافاصله پس از آسیب، اصلاح می شود.
س: آیا 5052 در محیط های دریایی نیاز به نقاشی دارد؟
A: در بسیاری از مکان ها به خوبی عمل می کند، اما پوشش برای سطوح غوطه ور، مناطق پاشیده شده و مناطقی که در تماس با فلزات غیر مشابه هستند، که در آن شرایط موضعی تهاجمی تر است، توصیه می شود.
س: چگونه با 5083 برای کارهای دریایی مقایسه می شود؟
پاسخ: 5083 محتوای منیزیم و استحکام بالاتری دارد و برای آبکاری بدنه و ساختار اولیه ترجیح داده می‌شود. 5052 برای روسازه‌ها، مخازن و اجزای عمومی دریایی استفاده می‌شود.
س: برای محافظت از سطح از چه چیزی باید اجتناب کرد؟
پاسخ: از رطوبت محبوس شده در شکاف ها، اتصالات آب بندی نشده و تماس با فولاد کربنی خودداری کنید. ذرات آهن جاسازی شده از برس های فولادی یا تجهیزات جابجایی باعث ایجاد زنگ زدگی می شوند.
س: عملکرد خوردگی دریایی چگونه تأیید می شود؟
پاسخ: از طریق آزمایش اسپری نمک خنثی به ASTM B117 و برای برنامه‌های خاص، آزمایش‌های چرخه‌ای مانند ASTM G85، در کنار آزمایش‌های ترکیبی و مکانیکی برای ASTM B209.
