鋁材應(yīng)是打造海洋牧場(chǎng)上層建筑主導(dǎo)材料
2022年10月20日 11:27 47351次瀏覽 來源: 中國(guó)有色金屬報(bào) 分類: 鋁應(yīng)用 作者: 王祝堂
海洋牧場(chǎng)是一種漂浮在近海水面上的人工養(yǎng)殖海洋生物的平臺(tái)。中國(guó)建造的海洋牧場(chǎng)“耕海1號(hào)”二期工程項(xiàng)目主體平臺(tái)已于今年4月10日在山東省煙臺(tái)市順利下水,并完成了傾斜試驗(yàn)。“耕海1號(hào)”海洋牧場(chǎng)綜合體平臺(tái)位于山東省煙臺(tái)市漁人碼頭以東海域,將漁業(yè)養(yǎng)殖、海上旅游、科技研發(fā)等功能相結(jié)合于一體,以科技創(chuàng)新提升漁業(yè)養(yǎng)殖效率,實(shí)現(xiàn)海洋漁業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。據(jù)介紹,“耕海1號(hào)”設(shè)計(jì)先進(jìn),配備自動(dòng)投喂、環(huán)境監(jiān)測(cè)、船舶防撞等系統(tǒng)及無人船,水下巡檢機(jī)器人等技術(shù)設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程智能化控制。
筆者認(rèn)為,在建造海洋牧場(chǎng)用的金屬材料中,上層建筑和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的75%以上都應(yīng)用鋁材,因?yàn)殇X材的密度小,可以大大降低結(jié)構(gòu)的自身質(zhì)量,同時(shí)鋁材對(duì)海水及海洋氣氛有很強(qiáng)的抗腐蝕性能,可以說,海洋牧場(chǎng)應(yīng)是全鋁的。所謂全鋁的,并不是說所有的結(jié)構(gòu)件都是用鋁或鋁合金制造,而是在滿足技術(shù)性能要求和確保安全與環(huán)保的前提下,凡是可用鋁或鋁合金制造的工件都應(yīng)是鋁或是鋁合金的。
鋁合金的腐蝕比純鋁嚴(yán)重,但也有少數(shù)例外,鋁及鋁合金在空氣、酸、水中的抗蝕性按遞降次序排列如下:Al、AI-Mn合金、Al-MG合金、Al-Mg-Si合金、Al-Si合金、Al-Zn-Mg合金、Al-Zn-Mg-Cu合金、Al-Cu-Mg合金、Al-Cu合金。在堿性溶液與海水中的遞降排序是:Al-Mg合金、Al、Al-Mn合金、Al-Mg-Si合金、Al-Zn-Mg合金、Al-Si合金、Al-Zn-Cu-Mg合金、Al-Cu-Mg合金、AI-Cu合金。應(yīng)注意的是,只有當(dāng)對(duì)剝落腐蝕、晶間腐蝕或應(yīng)力腐蝕開裂敏感性的合金經(jīng)過熱處理,除掉這些敏感性后,上述抗蝕性排列順序才能成立。同時(shí),上述排列只是一個(gè)大致的次序,在特殊情況下,可能有某些變動(dòng)。包鋁材料的抗蝕性比包鋁層的僅稍差一些,例如用純鋁包覆的AI-Cu合金的抗蝕性與AI-Mn合金的相等甚至更好一點(diǎn)。
由以上的介紹可見,Al-Mg系合金即5XXX(5000)系鋁合金是制造海洋裝備最佳的金屬材料,因?yàn)樗鼈兗扔凶罡叩目购Q蟓h(huán)境腐蝕的良好特性,又是鋁合金中密度最低的材料,對(duì)于降低像“耕海1號(hào)”海洋牧場(chǎng)綜合體平臺(tái)之類產(chǎn)品的自身質(zhì)量減輕極為有利。由于AI-Mg系的抗蝕性很高,鋁合金平臺(tái)在生命周期(30年)內(nèi)終身不需要維護(hù),而用鋼材制造則每隔三五年就得維護(hù)一次,否則就會(huì)銹跡斑斑。
在美國(guó)鋁業(yè)協(xié)會(huì)公司(AA)注冊(cè)的105個(gè)常用AI-Mg合金中,筆者建議用5182、5454、5083、5086、5052合金最好,因?yàn)樗鼈冇凶詈玫木C合性能。制造這類海洋裝備所需的鋁合金目前我國(guó)都能批量生產(chǎn),而且質(zhì)量上乘,價(jià)格合理。
責(zé)任編輯:李開顏
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