铝合金在船舶与海洋工程中的实践

发表时间:2019/6/10   来源:《建筑学研究前沿》2019年3期   作者:1宋昱童 2蔡会仙
[导读] 现如今船舶与海洋工程的发展速度越来越快,铝金属材料越来越成为船舶制造业与海洋工程的核心材料。

        1云南港投实业有限公司
        2云南水运规划设计研究院  650051
        摘要:现如今船舶与海洋工程的发展速度越来越快,铝金属材料越来越成为船舶制造业与海洋工程的核心材料。铝合金目前为止对于造船业来说,可以说是制造船舶的最好材料。在焊接过程当中铝合金也是有着非常强大的优势。由于船舶工作的环境非常特殊,所以焊接的质量要求非常高。只有选定了最佳的焊接参数才可以将焊接作业开展完善,尤其在焊接接头位置的时候需要技术非常优秀的员工才可以进行。如若发现焊接问题应及时处理将隐患扼杀在萌芽之中,将船舶更加完美的制造成功。
        关键词:铝合金;船舶制造;海洋工程
       
        现如今船舶和海洋工程结构是海洋环境中承担着繁重资源开发的长途运输工作,你工作能力有着很大的压力,为了提升其工作效能,在船舶制造材料上面有着非常大的研究前景。设计者如果只根据常规方式进行设计的话,是无法解决船舶根本的问题,于是寻找制作船舶的材料成为了当务之急。
        一、铝合金在船舶与海洋工程中的应用意义
        由于国内外的造船业一直有着不断的持续发展,对船的优化逐渐提升,在船舶的轻量化上面下的功夫越来越大。如何能让船最大限度的变轻成了造船业最大的攻克项目。铝越来越成为造船业备受瞩目的材料,铝的优点有很多,比如说密度低,高强度,高刚性以及耐腐性。这都非常符合建造船的材料要求,使用铝造出来的船你刚才照出来的相比较重量轻了15~ %,而且由于铝材料的加工成本非常的低,使其成为了性价比最高的一种造船材料。使用铝合金造出来的船可以在速度和使用寿命上有着更高的突出优点。所以说铝材料在船舶的应用上面发展得非常迅速。
        质量是船舶制造当中需要考虑的最核心的部分,而材料对于船舶质量的提升有着至关重要的作用,近年来由于造船业的不断发展,让造船材料面临着非常强大的挑战性,首先造船材料需要拥有强大的耐腐蚀性,以及可以最大限度的减轻船舶自身的重量,这样才可以提高速度,造船材料成了造船业必须考虑的核心问题。在铝金属材料没有出现之前,造船材料的选择一直都是技术研发人员需要考虑的最苛刻的一个问题。在保证船舶质量优良的基础之上寻找可以最大化提升船身使用效率的材料。
        对于船舶制造以及海洋工程的发展有着非常大的推动作用,所以说铝合金在今后的传播以及海洋工程当中的研究当中,依旧具有着重要的核心意义。首先铝合金在船舶制造当中的材料比较特殊,只有一些固定的铝材料的金属器材可以用于制作船舶。同时在铝材料使用的过程当中,需要有高端技术人员的操作,只有这样才可以让铝合金的作用充分发挥,更好的为造船业服务。但是现如今对于铝材料的使用效率依旧有待于提升,这方面还是依旧需要一个更加广泛的提升,才可以让铝材料的使用效率变得更高。除了在船舶制造当中,铝合金在海洋工程的应用当中也是有着非常广泛的作用,在这其中,开采海洋资源的工具以及储存海洋资源的工具都是需要由铝合金来进行制作。从这一点得以看出,现如今我国对于铝合金材料的需求量非常之大。只有在铝合金方面的研究更加投入,才可以实现让铝合金性能更好的适应于海洋工程未来发展的需要。在这个过程当中值得我们关注的不仅仅是铝材料的需求量,更是我们对于铝材料制作技术的使用开发性能有着一个更加苛刻的考验,只有解决了这个问题,才可以让我国的海洋事业在原有的基础上更加的上升一个台阶。不过在铝材料研发的过程当中应当着实考虑好材料对于建筑物的安全性,毕竟任何研发与建筑都是建立在安全基础之上的,所以无论是工作人员还是技术研发人员,在铝金属材料的研发与使用的过程当中应当注意好人身财产问题,千万不可以吹毛求疵。
        在海洋工程未来发展方向上面,铝合金的使用效率绝对会越来越高。如何让铝合金这样的金属材料发挥其最大的效率也是成为我们现如今工作需要攻关的地方。在未来几十年之内可能找不到比铝合金更加适用于海洋工程建设到稀有材料。所以对于我国现阶段来讲应严格把控铝合金的贸易,将铝合金这样的材料保护起来,让它成为一种可持续的再生资源,并且降低它的生产成本,从而可以在海洋工程基础建设上面大规模的使用。


这样一来可以节省到海洋工程的成本,同时也可以更好的促进海洋基础设施建设的持续发展[1]。
        二、船舶中所用铝合金特性
        制造船舶的铝合金性能要求较高,在各个方面都有比较特殊的要求。例如需要抗冲击以及力学强度的特性都要有着很高的操作把握。例如在Al Mg系的合金中,当mg的含量没有达到3%时后它的腐蚀敏感性会非常的差。而当md的含量超过了3%时,结晶面会形成一个网状组织,在这个时候合金的腐蚀敏感性则会得到大大的提升,研究表明在一定范围内时铝的抗腐蚀性非常好,能够有效的避免清脆应力腐蚀开裂以及各种不良现象[2]。
        三、铝合金在船舶与海洋工程中
        (一)用于船用码头修建中
        铝材料不仅仅用于船舶制造,在修建码头上也是有着非常大的作用。码头是船舶停靠的主要场地,对所用材料的强度也是需要有着强大的耐腐蚀性以及抗疲劳性,这恰恰也可以用铝材料来满足,码头的过道以及跳板可以使用6060 6005A铝合金进行焊接,经过研究表明,使用铝合金制造出来的码头设备可以在书面上得到大大的延长,增加了其使用性以及耐久性。
        (二)用于油气开采钻杆中
        在海洋油气资源开发的过程当中,钻杆是其主要的钻探设备。油气开采的作业效率与钻杆有着密不可分的关系。铝合金制造出来的钻杆在质量和扭距度上面都有着相对来说的优势,同时还具有着比较强力的抗冲击能力,可以极大的减少孔壁之间的摩擦阻力。在耐腐蚀上面铝合金制造出来的钻杆也是有着很强大的能力。所以铝材料在海洋油气的资源开发当中也有着至关重要的作用。除此之外在海洋油气的运输距离也是需要一个最佳的运输方式。在这方面需要的存储罐就有着相对的要求,LNG储存罐有着非常强大的韧性以及低温性能,它主要的制作材料就是铝合金。这个金属在常温或者低温的时候都有着耐腐蚀性和质量轻的优点。
        (三)用于搭建海上直升机平台
        对于海洋上面的建筑物来说,铝合金依旧是可以参与进去,在海上油气开采的过程当中,有很多基础设施是有非常重要的作用,就比如说直升机起降的主要场地对于这样的直升机平台来说体积庞大,尤其对于海洋上面这种不稳定的因素来讲,在重量以及耐腐蚀性上有着很大的要求,铝合金的存在则完全可以满足以上需求。在这一方面铝合金这样的材料可以使用来搭建甲板块与底架构成。在这个过程当中不仅仅可以满足直升机升降的需求,也可以让自身重量得到大大的减轻,也在维护上面也是非常的简单,毕竟铝合金的平台耐腐蚀性非常好,只需要避免焊接作业造成铝合金的损伤。在其余方面铝合金的作用都是非常强大的,在寿命上更是可以大大的延长。节省了很多维修成本。
        由于铝合金材料的特点十分适用于船舶制造,现如今已经广泛的应用于船舶制造业当中的诸多领域[3]。
        结语
        综上所述,铝材料的存在对于船舶制造以及海洋工程方面有着至关重要的作用,而如何更好的使用好铝材料成为了当前船舶以及海洋工程需要面对的最大难题,在这方面铝材料还有很大的上升空间,所以说对于铝材料在这两个行业上面的应用是至关重要的。可以说没有了铝材料船舶制造以及海洋工程是很难走的更远的!
        参考文献
        [1]鲁聪聪.铝合金在船舶与海洋工程中的应用研究[J].科学技术创新,2019(04):29-30.
        [2]陈昊杰.浅谈铝合金在船舶与海洋工程中的应用[J].建材与装饰,2017(30):212-213.
        [3]逄世勇.铝合金在船舶和海洋工程中的应用分析[J].建材与装饰,2016(31):173-174.

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