Por qué se utilizan 5052 y 5086 en entornos marinos
Los equipos marinos operan en uno de los entornos más corrosivos para los metales, combinando agua salada, humedad, cambios de temperatura y carga mecánica.. 5052 y 5086 pertenecen a la serie 5xxx de aleaciones de aluminio-magnesio, que son la opción estándar para aplicaciones de agua de mar porque el magnesio promueve una película de óxido estable y autorreparable que resiste el ataque de cloruro. Su contenido de manganeso también contribuye a la resistencia a las picaduras y, a diferencia de las aleaciones con más de un 5 por ciento de magnesio, no conllevan el mismo riesgo de agrietamiento por corrosión bajo tensión-en servicio. Los templados típicos utilizados para trabajos marítimos son H32 y H116, que equilibran la resistencia con el rendimiento contra la corrosión. Las referencias relevantes incluyen ASTM B209, EN 485-2 y reglas de sociedades de clasificación para la construcción de embarcaciones y barcos.
Composición de la aleación y comportamiento de corrosión
5052 contiene de 2,2 a 2,8 por ciento de magnesio con aproximadamente 0,1 por ciento de manganeso, mientras que 5086 contiene de 3,5 a 4,5 por ciento de magnesio con 0,2 a 0,7 por ciento de manganeso y una pequeña adición de cromo. El mayor contenido de magnesio del 5086 es la razón principal por la que resiste las picaduras mejor que el 5052 en condiciones cíclicas húmedas-secas, como zonas de salpicadura y áreas de marea, donde a menudo se informa que supera al 5052 por un margen significativo en pruebas de picaduras aceleradas. Ambas aleaciones mantienen tasas de corrosión muy bajas en agua de mar templada, siendo generalmente preferida la 5086 en ambientes marinos tropicales. Sin embargo, para componentes permanentemente sumergidos, la diferencia práctica entre las dos aleaciones se vuelve pequeña y las consideraciones de diseño, como el espesor de la sección y los detalles de la soldadura, tienen prioridad.
Rendimiento mecánico y comportamiento-a largo plazo
5086 ofrece mayor resistencia que 5052, con un comportamiento de fatiga que es ventajoso en las zonas de impacto de las olas-, mientras que 5052 proporciona una mejor formabilidad, con un alargamiento típicamente mayor que 5086, lo que facilita la producción de formas complejas como tanques de combustible y paneles de casco. Los estudios de inmersión a largo plazo- comúnmente citados en la industria muestran que ambas aleaciones conservan la gran mayoría de su resistencia a la tracción original después de muchos años de exposición al agua de mar, y ambas desarrollan una capa de óxido estable con el tiempo en lugar de sufrir la progresión de picaduras que se observa en grados menos adecuados. Los límites de fatiga disminuyen sólo modestamente después de ciclos de carga prolongados en agua de mar, y el alargamiento permanece esencialmente estable porque la corrosión es uniforme en lugar de localizada. Se espera que las estructuras marinas de aluminio bien mantenidas funcionen habitualmente durante varias décadas sin una degradación significativa de sus propiedades.
Práctica de soldadura y fabricación
La soldadura por arco metálico con gas con alambre de relleno ER5356 es el método preferido para unir 5052 y 5086, y conserva la mayor parte de la resistencia del metal base en la unión. La soldadura MIG pulsada reduce el aporte de calor y minimiza la sensibilización en la zona afectada por el calor-. Para secciones 5086 de más de 6 mm de espesor, a veces se aplica precalentamiento para evitar grietas, y el gas de respaldo de argón es esencial en los pases de raíz para evitar la porosidad. Después de soldar, los residuos de fundente deben eliminarse por completo para evitar la corrosión localizada. Ambas aleaciones también se cortan, doblan y forman fácilmente con equipos de aluminio estándar, y su carácter no-magnético y no-chispa es una ventaja adicional en el servicio marítimo y offshore.
Seleccionar entre 5052 y 5086
Elija 5052 cuando las prioridades sean la conformabilidad, la disponibilidad en espesores de láminas delgadas y un menor costo de material, como para reparaciones de embarcaciones pequeñas, tanques de combustible y estructuras con cargas livianas. Elija 5086 cuando se requiera mayor resistencia, mejor resistencia a las picaduras en zonas de salpicaduras y mareas y un mejor rendimiento contra la fatiga, como para el revestimiento del casco, cubiertas y miembros estructurales de embarcaciones más grandes. En ambos casos, especifique el temple correcto, confirme el metal de aportación y diseñe las juntas para evitar grietas donde el agua pueda quedar atrapada. Para proyectos de clasificación, verificar que la aleación y el temple elegidos estén aprobados por la autoridad correspondiente.
Consideraciones de garantía de calidad
Para materiales de calidad marina-, insista en obtener certificados de prueba que indiquen la composición química, las propiedades mecánicas y el estado de ánimo. Verifique que la calidad de la superficie esté libre de rayones profundos y laminaciones, ya que los defectos de la superficie pueden convertirse en sitios de iniciación de la corrosión. Confirme que el corte y el recorte de los bordes se realicen de manera limpia y almacene las placas de manera que no se acumule agua entre las hojas apiladas. Cuando se trate de estructuras soldadas, solicite registros de calificación de los soldadores y, cuando sea necesario, pruebas no-destructivas de uniones críticas.
Preguntas frecuentes
¿Por qué no utilizar 6061 para aplicaciones marinas?
6061 es una aleación-tratable térmicamente con buen rendimiento general, pero las aleaciones 5xxx proporcionan una resistencia superior a la corrosión intergranular y a la tensión-la corrosión por fisuración en inmersión continua en agua de mar. 6061 a menudo se reserva para aplicaciones marinas-sobre el agua o menos agresivas donde se necesita su mayor resistencia.
¿Se pueden soldar 5052 y 5086 entre sí?
Sí. El metal de aportación ER5356 es adecuado para unir ambas aleaciones y las uniones mixtas son comunes en la fabricación marina. La resistencia de la soldadura dependerá del metal base más débil y de la selección del relleno.
¿Qué temperamento es mejor para la placa marina?
H32 y H116 son los temperamentos más comunes para el servicio marítimo. Proporcionan un buen equilibrio entre resistencia, conformabilidad y resistencia a la corrosión, y el H116 en particular está diseñado para aplicaciones estructurales marinas.
¿La anodización mejora la resistencia a la corrosión marina?
El anodizado puede agregar una capa protectora, pero para estructuras marinas soldadas generalmente se confía en la propia aleación 5xxx para su resistencia a la corrosión. El anodizado es más común en componentes arquitectónicos y decorativos que en estructuras de casco.
¿Cuánto duran las estructuras marinas de aluminio?
Con un diseño, prácticas de soldadura y mantenimiento adecuados, las estructuras de aluminio{0}}de calidad marina tienen una vida útil medida en décadas. La inspección periódica y la pronta reparación de daños en el revestimiento o defectos de soldadura son los factores clave que determinan la longevidad.
¿Es mejor el 5052 o el 5086 para cascos de embarcaciones pequeñas?
Para cascos de embarcaciones pequeñas, con frecuencia se prefiere el 5086 por su solidez y resistencia a las picaduras, mientras que el 5052 se usa a menudo para estructuras interiores, tanques y componentes más livianos donde la formabilidad y el costo son más importantes. Muchos constructores utilizan una combinación de ambos.