造船用アルミ板
アルミニウム板は、現代の造船、特に高速船、フェリー、巡視船、作業船、海洋構造物の中核材料となっています。軽量、優れた耐食性、高い強度対重量比の組み合わせにより、造船所に従来の鋼構造に代わる強力な選択肢が提供されます。
船舶用アルミ板の特徴
軽量かつ高強度
アルミニウムの密度は鋼鉄の約 3 分の 1 であるため、船体と上部構造の大幅な軽量化が可能になります。
| 財産 | 代表値* | コメント |
|---|---|---|
| 密度 | ~2.70 g/cm3 | ≈ 一般的な船舶用鋼の 35 ～ 40% |
| 引張強さ（5083-H116） | 270～330MPa | 非熱処理合金の場合は高い |
| 降伏強度 (5083-H116) | 125～215MPa | 厚みと焼き加減により異なります |
| 伸長 | 10～16% | 成形性に優れた延性 |
*値は代表値であり、参考値です。
重量の削減は、船舶の設計目標に応じて、積載量の増加、燃料消費量の削減、安定性や速度の向上に直接つながります。
優れた耐海洋腐食性
船舶グレードのアルミニウム プレート、特に 5xxx および 6xxx シリーズは、次のような耐性を持つように設計されています。
- 海水孔食と隙間腐食
- 大気圏およびスプラッシュゾーン攻撃
- 異種金属から適切に隔離されている場合のガルバニック腐食
マグネシウムおよび微量元素との合金により、安定した不動態酸化皮膜が形成され、メンテナンスが最小限に抑えられ、耐用年数が延長されます。
| 合金シリーズ | 主な合金元素 | 海水中での耐食性 | 一般的な使用領域 |
|---|---|---|---|
| 5xxx | マグネシウム(Mg) | とても良い | 船体、甲板、戦車 |
| 6xxx | Mg+Si | 良好（コーティング/アルマイト処理あり） | 上部構造、内装 |
良好な溶接性と加工性
船舶用アルミニウム プレートは、一般的な造船所の製造方法に最適化されています。
| 製造工程 | 適合性 | 注意事項 |
|---|---|---|
| MIG/TIG溶接 | 5xxx、6xxxシリーズに最適 | 制御された場合、熱間亀裂の傾向が低い |
| 切断（プラズマ/レーザー） | とても良い | クリーンなエッジ、最小限の歪み |
| 冷間成形・曲げ加工 | 良好な延性 | 厚いプレートには大きな半径を推奨 |
| 機械加工 | 良いから中程度 | 6xxx シリーズでチップ形成が向上 |
予熱要件が低く、安定した溶接池があり、溶接後の特性が優れているため、アルミニウム プレートは造船所でのモジュール式およびブロック構造にとって魅力的です。
防火および安全性能
アルミニウムは燃えませんが、高温になると強度が低下します。設計規則と船級協会のガイドラインでは次のように規定されています。
| 側面 | アルミニウム板の挙動 |
|---|---|
| 融点 | ～660℃ |
| 強度保持 | ~200 ～ 250 °C を超えると還元 |
| 火災安全対策 | 断熱材、防火隔壁、防火区画 |
適切な断熱システムと組み合わせると、アルミニウム製上部構造は IMO およびクラスの防火要件を満たすことができます。
一般的な船舶用アルミニウム合金
5xxx (Al‑Mg) および 6xxx (Al‑Mg‑Si) シリーズが造船の主流となっています。
| 合金 | シリーズ | 条件例 | 船舶での主な用途 |
|---|---|---|---|
| 5083 | 5xxx | O、H111、H116、H321 | 船体メッキ、船底、サイドシェル |
| 5086 | 5xxx | H116、H32 | 船体、甲板、氷で強化されたエリア |
| 5454 | 5xxx | H111、H32 | タンク、貨物倉、圧力部品 |
| 5456 | 5xxx | H116、H321 | 高強度船体構造 |
| 5754 | 5xxx | お、H111 | デッキ、床材、内装構造 |
| 6061 | 6xxx | T4、T6 | マスト、継手、機械加工部品 |
| 6082 | 6xxx | タット、タット1 | 上部構造、補強材、押し出し材 |
代表的な化学組成(質量%)
値は規格 (EN、ASTM、GB など) によって若干異なります。一般的な範囲は次のとおりです。
| 合金 | そして | 鉄 | 銅 | ん | マグネシウム | Cr | 亜鉛 | の | アル |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 5083 | ≤0.40 | ≤0.40 | ≤0.10 | 0.40～1.00 | 4.0～4.9 | 0.05～0.25 | ≤0.25 | ≤0.15 | バランス |
| 5086 | ≤0.40 | ≤0.50 | ≤0.10 | 0.20～0.70 | 3.5～4.5 | ≤0.25 | ≤0.25 | ≤0.15 | バランス |
| 5454 | ≤0.25 | ≤0.40 | ≤0.10 | 0.50～1.0 | 2.4～3.0 | ≤0.20 | ≤0.25 | ≤0.20 | バランス |
| 5754 | ≤0.40 | ≤0.40 | ≤0.10 | 0.30～0.50 | 2.6～3.6 | ≤0.30 | ≤0.20 | ≤0.15 | バランス |
| 6082 | 0.70～1.30 | ≤0.50 | ≤0.10 | 0.40～1.0 | 0.60～1.2 | ≤0.25 | ≤0.20 | ≤0.10 | バランス |
典型的な機械的および物理的特性
値は一般的な海洋の質と厚さの範囲を示しています。
機械的性質
| 合金 - 焼き戻し | 厚さ(mm) | 引張強さRm(MPa) | 降伏強さ Rp0.2 (MPa) | 伸び A50 (%) |
|---|---|---|---|---|
| 5083-H116 | 4～12 | 270～330 | 125–215 | 10–16 |
| 5083-H321 | 4～12 | 270～330 | 215～260 | 8～12 |
| 5086-H116 | 4～12 | 260～320 | 110～240 | 10–16 |
| 5454-H32 | 4～12 | 215–285 | 125～200 | 12 ～ 18 日 |
| 5754-H111 | 4～12 | 190～240 | 80～130 | 14～20 |
| 6082-Tt | 6～40 | 260～310 | 240～260 | 8～10 |
物理的特性
| 財産 | 代表値 |
|---|---|
| 密度 | ~2.70 g/cm3 |
| 弾性率 | ～70GPa |
| 熱膨張係数 | ~23 × 10⁻⁶ /K |
| 熱伝導率 | 120～180W/(m・K) |
| 電気伝導率 | 30 ～ 40% IACS |
標準寸法と供給形態
船舶用アルミニウムプレートは、船舶のさまざまなセクションや設計思想に合わせて、幅広いサイズでご利用いただけます。
| パラメータ | 代表的な範囲 |
|---|---|
| 厚さ | 3 – 100 mm (ご要望に応じてカスタム) |
| 幅 | 1000～3000mm（船体用幅広プレート） |
| 長さ | 2000 – 12000 mm (ロングパネル) |
| 表面状態 | ミル仕上げ、ショットブラスト、プライマー処理 |
| エッジの状態 | ミルエッジ、鋸引き、または機械加工されたエッジ |
| 規格 | EN 485 / 5083; ASTM B209; DNV、ABS、LR の承認 |
大きく幅の広いプレートにより溶接継ぎ目の数が減り、構造の完全性が向上し、製造時間を節約できます。
船舶および海洋建設におけるアプリケーション
船体構造
アルミニウム プレートは、特に高速性と軽量化が重要な耐荷重船体領域で広く使用されています。
| 船体コンポーネント | 推奨合金 / 材質 | 利点 |
|---|---|---|
| サイドシェル＆ボトムメッキ | 5083-H116 / 5086-H116 | 高強度、耐海水性に優れる |
| キール、ビルジ、チャイナエリア | 5083-H321 / 5456-H116 | 耐疲労性の向上 |
| トランサム構造 | 5083-H116 | 溶接可能、動的荷重に対応 |
応用例:
- 高速旅客フェリー
- 沿岸巡視船および救助船
- パイロットボート、乗組員輸送船
デッキと上部構造物
デッキ、宿泊ブロック、操舵室では、アルミニウムにより上面の重量が大幅に軽減され、安定性が向上し、設計者は重心を損なうことなく上部構造を高くしたり、機器を追加したりすることができます。
| エリア | 代表的な合金 | 特徴 |
|---|---|---|
| メインデッキとアッパーデッキ | 5083、5754 | 滑り止めパターンも利用可能。屈強 |
| 上部構造パネル | 5083、6082 | 高いデッキ向けに硬くて軽い |
| 屋根と天蓋 | 5754、6082 | 成形性と外観が良好 |
タンクと貨物システム
特定の 5xxx 合金は、特に中程度の圧力と耐食性が必要なタンクに適しています。
| タンクの種類 | 推奨合金 | 理由 |
|---|---|---|
| 淡水タンク | 5083、5454 | 洗浄性、耐食性 |
| 燃料タンクとサービスタンク | 5083、5454 | 燃料との相性が良く、溶接性も良好 |
| バラストタンク | 5083-H116 | 耐海水性、構造強度 |
化学貨物または LPG/LNG 貨物の場合、特定の合金およびライニング システムは貨物適合性規則およびクラス要件に準拠する必要があります。
海洋および作業船の構造物
海洋および産業用海洋環境では、軽量化と耐食性により作業効率が向上するアルミニウム プレートが使用されます。
| 構造 | アルミ板の役割 |
|---|---|
| カタマラン船と乗組員船 | 高速輸送を実現する軽量船体 |
| オフショア宿泊施設モジュール | プラットフォーム上面の重量の軽減 |
| タラップとヘリデッキ | 取り扱いが簡単、サポート荷重が低い |
| スロープとドア | 頻繁な操作に耐える軽量 |
設計と分類に関する考慮事項
造船でアルミニウム板を安全かつ効率的に使用するために、設計者とバイヤーは通常、次のことを考慮します。
| デザイン面 | アルミ板への配慮 |
|---|---|
| 分類ルール | DNV、ABS、LR、BV、CCSなどに準拠 |
| ジョイント設計 | 溶接の詳細、接合効率、疲労性能 |
| 腐食防止 | 塗装システム、陰極防食、鋼からの絶縁 |
| 防火断熱 | IMO FTP コード、A クラス区分、絶縁の適用 |
| 疲労と振動 | 板厚、スチフナー間隔、溶接順序 |
設計者、造船所、材料サプライヤーの協力により、合金の選択、板厚、製造方法を最適化できます。
| アドバンテージカテゴリー | 海洋用途でのメリット |
|---|---|
| 重さ | より低い排気量、より高い積載量、より優れた速度 |
| 耐食性 | メンテナンスの軽減による長寿命 |
| 製作 | 溶接可能、成形可能、現代のヤードと互換性あり |
| 安全性 | 不燃性。断熱材を使用してクラスのルールを満たします |
| ライフサイクルコスト | 燃料の節約と稼働時間により、初期材料コストが相殺されます |
造船用アルミニウム板は、適切な合金、質質、板寸法を選択することで、高速フェリーや哨戒艇からオフショア支援船や特殊な作業船に至るまで、幅広い船舶に堅牢で効率的なソリューションを提供します。
https://www.aluminumplate.net/a/aluminium-plate-for-ship-building.html
