อลูมิเนียมบรอนซ์อัลลอยด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานทางทะเลเนื่องจากมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม มีความแข็งแรงสูง และทนต่อการสึกหรอได้ดี บทความนี้จะสำรวจเกรดทั่วไปของอลูมิเนียมบรอนซ์ที่ใช้ในอุปกรณ์ทางทะเล คุณสมบัติ และการใช้งาน
เกรดอลูมิเนียมบรอนซ์ทั่วไปและองค์ประกอบ
| เกรด (สหรัฐอเมริกา) | ลูกบาศ์ก % | อัล % | เฟ % | ใน % | ล้าน% | อื่น |
|---|---|---|---|---|---|---|
| C95200 | 86-89 | 8.5-9.5 | 2.5-4.0 | – | 0.8-1.5 | – |
| C95400 | 85-89 | 10-11.5 | 3.0-5.0 | – | 0สูงสุด .5 | – |
| C95500 | 78-82 | 10-11.5 | 3.5-4.5 | 4.0-5.5 | 0สูงสุด .5 | – |
| C95800 | 79-82 | 8.5-9.5 | 3.5-4.5 | 4.0-5.0 | 0.8-1.5 | – |
| C95900 | 76-79 | 11-13 | 3.5-5.5 | 1.5-3.0 | สูงสุด 1.5 | – |
คุณสมบัติของเกรดอลูมิเนียมบรอนซ์
| เกรด (สหรัฐอเมริกา) | ความต้านแรงดึง (MPa) | ความแข็งแรงของผลผลิต (MPa) | การยืดตัว (%) | ความแข็งบริเนล |
|---|---|---|---|---|
| C95200 | 585 | 240 | 20 | 150 |
| C95400 | 620 | 275 | 12 | 170 |
| C95500 | 760 | 380 | 12 | 190 |
| C95800 | 690 | 275 | 15 | 180 |
| C95900 | 760 | 380 | 10 | 200 |
การใช้เกรดอลูมิเนียมบรอนซ์ในอุปกรณ์ทางทะเล
1.C95200
- แอปพลิเคชั่น: ปลอกปั๊ม ตัววาล์ว ใบพัด
- ลักษณะเฉพาะ: ต้านทานการกัดกร่อนได้ดี มีความแข็งแรงปานกลาง
2.C95400
- แอปพลิเคชั่น: ใบพัด, ส่วนประกอบปั๊ม, แบริ่ง
- ลักษณะเฉพาะ: มีความแข็งแรงสูงกว่า C95200 ทนต่อการสึกหรอได้ดี
3.C95500
- แอปพลิเคชั่น: ใบพัดสำหรับงานหนัก ส่วนประกอบน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่ง
- ลักษณะเฉพาะ: มีความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม
4. C95800
- แอปพลิเคชั่น: ระบบท่อน้ำทะเล ก้านวาล์ว ตัวยึดทางทะเล
- ลักษณะเฉพาะ: ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม มีความแข็งแรงและความเหนียวดี
5.C95900
- แอปพลิเคชั่น: ส่วนประกอบที่มีความเค้นสูง เกียร์ ล้อหนอน
- ลักษณะเฉพาะ: มีความแข็งแรงสูงที่สุดในบรรดาอลูมิเนียมบรอนซ์ทั่วไป ทนทานต่อการสึกหรอได้ดี
เปรียบเทียบกับวัสดุทางทะเลอื่นๆ
| คุณสมบัติ | อลูมิเนียมบรอนซ์ (C95800) | สแตนเลส 316 | บรอนซ์อลูมิเนียมนิกเกิล |
|---|---|---|---|
| อัตราการกัดกร่อนของน้ำทะเล (มม./ปี) | 0.02 – 0.05 | 0.1 – 0.3 | 0.02 – 0.05 |
| ความต้านแรงดึง (MPa) | 690 | 515 – 690 | 650 – 740 |
| ความแข็งแรงของผลผลิต (MPa) | 275 | 205 – 310 | 280 – 350 |
| ความแข็งบริเนล | 180 | 160 – 190 | 160 – 220 |
ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการเลือกเกรด
- ความต้านทานการกัดกร่อน: ทุกเกรดมีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี แต่ C95800 มักนิยมใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูง
- ข้อกำหนดด้านความแข็งแรง: สำหรับการใช้งานที่มีความเครียดสูง C95500 หรือ C95900 อาจเหมาะสมกว่า
- ความต้านทานการสึกหรอ: C95400 และ C95900 มีความต้านทานการสึกหรอดีกว่า จึงเหมาะสำหรับตลับลูกปืนและเกียร์
- ค่าใช้จ่าย: โดยทั่วไป เกรดที่มีปริมาณนิกเกิลสูงกว่า (เช่น C95800) จะมีราคาแพงกว่าแต่ให้ประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีกว่า
- ความสามารถในการเชื่อม: โดยทั่วไปแล้ว C95200 และ C95400 จะเชื่อมได้ง่ายกว่าเกรดที่มีความแข็งแรงสูงกว่า
กรณีศึกษา
- เพลาใบพัด: บริษัทวิศวกรรมทางทะเลเปลี่ยนจากสแตนเลสเป็น C95800 สำหรับเพลาใบพัด ส่งผลให้อายุการใช้งานเพิ่มขึ้น 40% เนื่องจากการกัดกร่อนและความต้านทานการสึกหรอดีขึ้น
- วาล์วแพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง: บริษัทน้ำมันแห่งหนึ่งเปลี่ยนวาล์วเหล็กคาร์บอนเป็นวาล์ว C95500 ซึ่งลดความถี่ในการบำรุงรักษาในระบบน้ำทะเลลง 60%
- ใบพัดปั๊มจุ่ม: ผู้ผลิตรายหนึ่งนำ C95400 มาใช้กับใบพัดในปั๊มจุ่ม ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพขึ้น 15% เนื่องจากความเสถียรของมิติที่ดีขึ้นในน้ำทะเล
บทสรุป
การเลือกเกรดอลูมิเนียมบรอนซ์ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานทางทะเลขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของส่วนประกอบและสภาพแวดล้อมการทำงาน แม้ว่าเกรดอะลูมิเนียมบรอนซ์ทั้งหมดจะมีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมทางทะเล แต่ก็มีความแข็งแกร่ง ทนทานต่อการสึกหรอ และต้นทุนต่างกัน
- C95200 และ C95400 เหมาะสำหรับการใช้งานทางทะเลทั่วไปที่มีความแข็งแรงปานกลางเพียงพอ
- C95500 และ C95800 เป็นที่ต้องการสำหรับการใช้งานที่มีความต้องการสูงซึ่งต้องการความแข็งแรงสูงกว่าและทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม
- C95900 เหมาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบที่มีความเค้นสูงซึ่งความต้านทานการสึกหรอเป็นสิ่งสำคัญ
วิศวกรและนักออกแบบควรพิจารณาเงื่อนไขการทำงาน ข้อกำหนดด้านน้ำหนักบรรทุก และปัจจัยทางเศรษฐกิจอย่างรอบคอบเมื่อเลือกเกรดอลูมิเนียมบรอนซ์สำหรับอุปกรณ์ทางทะเล การให้คำปรึกษากับนักโลหะวิทยาและการดำเนินการทดสอบภาคสนามจะช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเลือกวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานทางทะเลโดยเฉพาะ