Aluminium telah menjadi bahan lambung standar untuk kapal planing, kapal kerja, kapal pilot, katamaran, dan kapal penumpang darat karena menggabungkan rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi dengan masa pakai yang diukur dalam beberapa dekade. Kerumitannya adalah lingkungan laut menghukum pemilihan paduan yang salah dengan cepat, sehingga pemilihan kadar harus mengikuti lokasi masing-masing komponen, bukan spesifikasi menyeluruh.
Keluarga Paduan Laut: Seri 5xxx dan 6xxx
Dua keluarga paduan melakukan pekerjaan itu. Seri 5xxx, yang sebagian besar dipadukan dengan magnesium, menawarkan kombinasi terbaik antara ketahanan korosi air asin dan kemampuan las, itulah sebabnya seri ini mendominasi pelapisan lambung dan bawah. Seri 6xxx, dipadukan dengan magnesium dan silikon, memberikan kekuatan lebih tinggi dan kemampuan ekstrudabilitas lebih baik, menjadikannya pilihan alami untuk dek, struktur atas, rangka, dan ekstrusi.
Dalam kelompok 5xxx, 5083 telah menjadi paduan lambung acuan. Paling sering disuplai dalam temper H116, yang secara khusus dikembangkan untuk menahan serangan antar butiran di air laut, ini menggabungkan kekuatan yang baik dengan perilaku pengelasan yang sangat baik. Jika diperlukan ketahanan terhadap penyok yang lebih tinggi, 5456 menawarkan keduanya lebih baik, dengan mengorbankan disiplin pengelasan yang lebih ketat.
Ketahanan Korosi dalam Layanan Air Asin
Perilaku korosi dikendalikan secara kimia dan dengan temper. 5083 diformulasikan dengan besi dijaga hingga maksimum 0,40% dan tembaga hingga maksimum 0,10%, yang membatasi pembentukan fase katodik yang mendorong terjadinya lubang dan serangan galvanik. Temper H116 selanjutnya menstabilkan struktur mikro terhadap sensitisasi selama pengelasan, sehingga pelat tidak mengembangkan jaringan anodik kontinu di sepanjang batas butir.
Dua mode kegagalan patut mendapat perhatian selama desain, bukan setelah peluncuran:
Korosi galvanik pada sambungan logam yang berbeda, khususnya pengencang baja tahan karat pada struktur aluminium. Mesin cuci isolasi, selongsong, dan penyegel bersifat wajib, bukan opsional.
Korosi celah di zona basah yang stagnan seperti ruang lambung kapal, perlengkapan di bawah dek, dan di belakang braket yang memiliki drainase buruk, di mana akses oksigen dibatasi.
Sistem anodisasi dan pelapisan memperpanjang umur layanan. Lapisan anodik berukuran 25 µm pada komponen terbuka dapat menggandakan masa pakai di lingkungan laut yang keras, sementara paduan 6xxx yang digunakan di atas permukaan air biasanya memerlukan sistem epoksi untuk mencegah lubang.
Pemilihan Kekuatan, Ketebalan dan Paduan berdasarkan Lokasi
| Lokasi | Paduan dan temperamen | Ketebalan khas | Kekuatan luluh yang khas |
|---|---|---|---|
| Pelapisan lambung kapal di bawah permukaan air | 5083-H116 | 4-8mm | Sekitar 228 MPa |
| Cangkang samping berada di atas permukaan air | 5083-H116 atau 5086-H116 | 3-6mm | Sekitar 214 MPa |
| Bagian bawah dan haluan-berdampak tinggi | 5456-H116 | 6-10mm | Sekitar 255 MPa |
| Balok dek dan profil struktural | ekstrusi 6061-T6 | Per profil | Sekitar 276 MPa |
| Lemari dan pelapis interior | lembar 5052-H32 | 1,5-3mm | Sekitar 193 MPa |
| Profil furnitur dan trim | ekstrusi 6063-T5 | Per profil | Sekitar 145 MPa |
Perhatikan pembalikan praktis dalam tabel ini: 6061-T6 memiliki kekuatan luluh tertinggi dari paduan yang terdaftar, namun tidak digunakan untuk pelapisan lambung kapal. Kekuatan bukanlah faktor pembatas di bawah permukaan air; ketahanan korosi yang berkelanjutan dan integritas las.
Fabrikasi, Pengelasan dan Perlindungan Permukaan
Pemilihan pengisi: Pengisi 5356 merupakan standar untuk pengelasan lambung 5083 dan 5086, dengan 5556 digunakan jika diperlukan kekuatan las yang lebih tinggi.
Kontrol distorsi: aluminium menghantarkan panas kira-kira lima kali lebih cepat dibandingkan baja, jadi stringer bead, urutan pengelasan yang seimbang, dan pengaku sangat penting untuk menjaga keadilan pada panel besar.
Permukaan anti-slip: pelat 5083 timbul atau berpola digunakan untuk permukaan berjalan, memberikan cengkeraman tanpa lapisan yang dapat terkelupas.
Sistem pelapisan: primer yang kompatibel dengan aluminium-di bawah antifouling di bawah permukaan air, dan sistem epoksi atau poliuretan di atasnya.
Inspeksi: pemeriksaan rutin harus dikonsentrasikan pada titik korosi celah, ujung las, dan kondisi isolasi galvanik pada setiap pemasangan baja tahan karat.
Biaya Versus Kehidupan Layanan
Pelat kelas-kelautan biasanya berharga 20-30% lebih mahal dibandingkan aluminium komersial standar. Premi diperoleh kembali dengan dua cara. Pertama, lambung-berkualitas tinggi dapat dibuat dari ukuran yang sedikit lebih tipis daripada alternatif-berkualitas lebih rendah namun tetap memenuhi persyaratan struktural yang sama, yang mengimbangi sebagian biaya material. Kedua, perbaikan terkait korosi pada lambung kapal yang dibuat dari kualitas yang salah jauh lebih mahal dibandingkan material premium aslinya, dan biasanya dilakukan pada periode kapal seharusnya memperoleh pendapatan. Untuk pekerjaan klasifikasi, pelat biasanya dipesan sesuai ASTM B928 untuk produk laut dengan kandungan magnesium tinggi, atau sesuai ASTM B209 jika toleransi pelat umum berlaku.
Pertanyaan Umum
T: Paduan aluminium apa yang terbaik untuk lambung kapal?
5083 dalam temper H116 adalah pilihan tepat untuk pelapisan lambung dan bawah, karena menggabungkan kandungan magnesium yang tinggi, ketahanan terhadap korosi air laut, dan kemampuan las yang andal. 5456-H116 digunakan jika diperlukan ketahanan benturan yang lebih besar.
T: Mengapa 6061-T6 digunakan di atas permukaan air, bukan 5083?
6061-T6 memberikan kekuatan luluh yang lebih tinggi dan diekstrusi menjadi profil struktur kompleks, yang sesuai dengan balok dek dan rangka bangunan atas. Kinerja korosinya cukup di atas air ketika permukaannya dilapisi.
T: Seberapa tebal pelapisan lambung kapal?
4-8 mm 5083-H116 tipikal untuk lambung planing dan kapal kerja dalam kisaran ukuran yang biasanya dibuat dari pelat aluminium, dengan 3-6 mm di atas permukaan air dan bagian yang lebih berat di haluan dan zona tumbukan.
T: Bagaimana cara mencegah korosi galvanik pada perahu aluminium?
Dengan mengisolasi setiap sambungan baja tahan karat atau perunggu dengan mesin cuci, selongsong, dan penutup isolasi, dengan menjauhkan logam yang berbeda dari genangan air, dan dengan mempertahankan sistem pelapisan dan perlindungan anodik.
T: Apakah anodisasi membantu komponen aluminium kelautan?
Ya. Lapisan anodik berukuran 25 µm secara kasar dapat menggandakan masa pakai alat kelengkapan terbuka di lingkungan laut yang keras, dan komponen 6xxx biasanya juga memiliki lapisan epoksi untuk mencegah lubang.
T: Apakah aluminium kelas kelautan{0}}sepadan dengan biaya tambahannya?
Pelat kelas-laut harganya 20-30% lebih mahal dibandingkan bahan standar, namun alat pengukur yang lebih tipis tetap dapat diterima secara struktural dan biaya perbaikan korosi jauh lebih rendah, sehingga harga premium biasanya diperoleh kembali sepanjang masa pakai kapal.
