در مهندسی دریایی، کشتی‌سازی، حمل و نقل سیالات برودتی، و{0}}تولید کشتی‌های تحت فشار، انتخاب مواد می‌تواند تفاوت بین یک سیستم ایمن و سازگار و یک شکست فاجعه‌بار را تعیین کند. آلیاژ آلومینیوم سری 5000-آلیاژ منیزیم 5086 به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی آب دریا و نسبت استحکام به وزن خوب، اغلب برای لوله کشی مشخص می شود. با این حال، انتخاب درجه آلیاژ تنها نیمی از تصمیم است: مهندسان همچنین باید بین a تصمیم بگیرندلوله آلومینیومی بدون درز 5086و الفلوله آلومینیومی استاندارد اکسترود شده 5086. اگرچه این دو تقریباً یکسان به نظر می رسند، اما رفتار آنها تحت فشار داخلی اساساً متفاوت است.
آشنایی با آلیاژ آلومینیوم 5086
آلیاژ 5086 متعلق به خانواده آلومینیوم-منیزیم (5xxx) است. ترکیب اسمی آن منیزیم 3.5-4.5٪، منگنز 0.20- 0.70٪، آهن حداکثر 0.50٪، حداکثر سیلیکون 0.40٪، حداکثر مس 0.10٪، روی حداکثر 0.25٪، تعادل تیتانیوم حداکثر 0.15٪، با تعادل آلومینیوم است. منیزیم باعث تقویت محلول جامد{19}}و مقاومت فوق العاده در برابر آب دریا و خوردگی جو می شود. 5086 با چگالی حدود 2.66 گرم بر سانتی متر مکعب و مدول الاستیسیته نزدیک به 71 گیگا پاسکال، آلیاژی سبک وزن، جوش پذیر و غیر قابل عملیات حرارتی است که استحکام آن با سخت شدن کرنش ایجاد می شود. فرم های محصول توسط ASTM B209 (ورق و صفحه)، ASTM B210 (لوله بدون درز کشیده شده) و ASTM B241 (لوله اکسترود شده) کنترل می شود.
نحوه تولید هر لوله
لوله آلومینیوم 5086 اکسترود شده
یک لوله معمولی اکسترود شده 5086 با فشار دادن یک شمش جامد گرم شده از طریق قالبی تولید می‌شود که جریان فلزی را در اطراف سنبه شکاف می‌دهد و دوباره آن را در داخل یک محفظه جوشکاری تحت فشار و حرارت شدید ذوب می‌کند. این جوش- حالت جامد یک درز طولی ایجاد می کند که تمام طول لوله را می گذراند و فقط در زیر حکاکی متالورژیکی قابل مشاهده است. لوله اکسترود شده مقرون به صرفه و عالی برای خدمات ساختاری-با فشار کم است.
5086 لوله آلومینیومی بدون درز
یک لوله آلومینیومی بدون درز واقعی 5086 از یک شمش توخالی یا با سوراخ کردن یک شمش جامد با سنبه در حین اکستروژن تشکیل می شود، بنابراین فلز در یک جریان پیوسته بدون شکستگی جریان می یابد. نتیجه یک ساختار دانه ای همگن بدون خط جوش طولی است. تولید بدون درز به پرس های سوراخ دار بزرگ و کنترل سنبه دقیق نیاز دارد، به همین دلیل است که کارخانه های کمتری می توانند لوله بدون درز واقعی را در قطرهای بزرگ و ضخامت دیواره سنگین تامین کنند.
استرس حلقه ای: چرا درز تحت فشار اهمیت دارد؟
هنگامی که سیال از طریق لوله پمپ می شود، فشار داخلی بر روی دیوار به سمت بیرون فشار می آورد و کشش محیطی ایجاد می کند که به عنوان تنش حلقه ای شناخته می شود. در یک لوله اکسترود شده، خطوط همجوشی مجدد میکروسکوپی از نظر متالورژیکی مناطق ضعیف‌تری هستند: تحت یک موج فشار، انقباض حرارتی برودتی یا بارگذاری چرخه‌ای، شکست دقیقاً در امتداد آن خطوط جوش ایجاد می‌شود. یک لوله بدون درز تنش حلقه را به طور یکنواخت در اطراف خود توزیع می کند و آزمایش ترکیدگی نشان می دهد که قبل از تسلیم فشار بیشتری را تحمل می کند. هنگامی که یک لوله بدون درز در نهایت تحت بار اضافی مخرب از کار می افتد، به جای اینکه به شدت در طول یک درز شکافته شود، به طور قابل پیش بینی برآمده و پاره می شود.
خصوصیات مکانیکی معمولی 5086
| خلق و خوی | مقاومت کششی (MPa) | قدرت تسلیم (MPa) | ازدیاد طول | استفاده معمولی |
|---|---|---|---|---|
| 5086-O (بازپخت شده) | 240-290 | 95 دقیقه | 16% دقیقه | حداکثر انعطاف پذیری، خدمات بدون درز مقاوم در برابر ترکیدگی- |
| 5086-H32 (1/4 سخت، تثبیت شده) | 290-345 | 205 دقیقه | 6% حداقل | ورق و صفحه دریایی، مقاطع ساختاری |
| 5086-H111 / H112 | 270-315 (معمولی) | 125-165 (معمولی) | 12-16% | لوله ساختاری اکسترود شده بر اساس ASTM B241 |
مقادیر از ASTM B209 برای ورق و صفحه پیروی می کنند. لوله کشیده شده در هر ASTM B210 و لوله اکسترود شده در هر ASTM B241 ممکن است حداقل های کمی متفاوت را نشان دهد، بنابراین همیشه مطابق با استاندارد محصول قابل اجرا و گواهی تست آسیاب تایید کنید.
راهنمای انتخاب برنامه
لوله 5086 بدون درز را زمانی انتخاب کنید که:
مخازن تحت فشار، گیرنده های هوا، مخازن مکزیک و سیلندرهای گاز تحت قوانین ASME Boiler and Pressure Vessel Code.
سیستم های برودتی مانند خطوط فرآیند LNG که در آن فلزات به شدت منقبض می شوند.
خطوط{0}}فشار بالا سیالات دریایی، فرمان هیدرولیک، تزریق سوخت، و سیستم‌های هوای فشرده-.
پروژه‌های جامعه طبقه‌بندی-(DNV، ABS، LR، CCS) که ساخت و ساز بدون درز را الزامی می‌کنند.
لوله 5086 اکسترود شده را زمانی انتخاب کنید که:
تنش اولیه ساختاری (خمش، وزن، بار باد) به جای فشار داخلی است.
سازه های دریایی مانند قوس های رادار، نرده ها و پایه های عرشه.
جریان گرانشی کم فشار، تخلیه آب یا خطوط دریچه مخزن؛
مسائل کنترل هزینه و مواد بدون درز تایید شده از نظر فنی مورد نیاز نیست.
سوالات متداول
آیا می توانم به صورت بصری یک لوله بدون درز 5086 را از یک لوله اکسترود شده تشخیص دهم؟خیر. هر دو سطح صافی دارند. برای تأیید، مقطع-باید سوزاننده شود-تا جریان دانه و خطوط جوش آشکار شود، یا گواهی آزمایش آسیاب باید مسیر تولید را به صراحت بیان کند.
آیا لوله آلومینیومی بدون درز 5086 بسیار گرانتر است؟بله. سوراخ کردن، کنترل سنبه و NDT تمام طول-هزینه اضافه می‌کنند، اما برای خدمات فشار، حق بیمه یک سرمایه‌گذاری ضروری در ایمنی و رعایت کد است.
آیا می توانید OD سفارشی، ضخامت دیوار، و خلق و خوی را عرضه کنید؟بله. آسیاب های مستقیم بسیاری از قالب های اکستروژن موجود را نگه می دارند و می توانند قالب های سفارشی را برای لوله های بدون درز دیوار غیر ضخیم-برش دهند. خلق و خوی معمولی شامل 5086-O، H111 و H112 است.
کدام استانداردها لوله و لوله 5086 را پوشش می دهند؟ASTM B210 برای لوله بدون درز کشیده شده، ASTM B241 برای لوله اکسترود شده و ASTM B209 برای ورق و صفحه. EN 573/EN 485 و GB/T 3880 نیز آلیاژ را در پروژه های اروپایی و چینی پوشش می دهند.
آیا 5086 قابل جوش است و آیا جوشکاری بر استحکام تأثیر می گذارد؟بله، 5086 به خوبی با TIG یا MIG با استفاده از پرکننده 5356 یا 5183 جوش می شود. جوشکاری یک ناحیه تحت تأثیر حرارت{4} با کاهش استحکام در شرایط آنیل ایجاد می‌کند که محاسبات طراحی باید در نظر گرفته شود.
یک تامین کننده لوله 5086 بدون درز چه تست های کیفی باید ارائه دهد؟100% آزمایش جریان گردابی و اولتراسونیک، گزارش‌های ابعادی و متمرکز، و گواهی تست آسیاب EN 10204 3.1. در صورت نیاز، گواهینامه دریایی شخص ثالث در دسترس است.
آیا به یک پیشنهاد لوله بدون درز 5086 نیاز دارید؟آلیاژ و حالت خود را (مثلاً 5086-O یا H111)، OD مورد نیاز، ضخامت دیواره، طول برش، فشار کاری و هرگونه گواهی طبقه بندی را ارسال کنید. مهندسان ما محاسبات ضخامت دیوار را تأیید می کنند و با یک نقل قول رقابتی پاسخ می دهند.
