Pourquoi la plaque d'aluminium 5052 domine la fabrication de réservoirs de carburant
L'alliage d'aluminium-magnésium 5052 est devenu la qualité de plaque par défaut pour les réservoirs de carburant diesel des camions, camions malaxeurs et autres-véhicules utilitaires lourds. Le matériau combine une résistance modérée, une excellente formabilité et une forte résistance au carburant, au sel de déneigement et à la corrosion atmosphérique, de sorte que les coques de réservoir peuvent être produites sans peinture ni revêtement interne. L'alliage contient 2,2 à 2,8 % de magnésium ainsi qu'une petite addition de chrome, et il n'est pas traitable thermiquement : la résistance est développée par écrouissage suivi d'un recuit de stabilisation.
Étant donné que la plaque est fournie sous forme de bobines et de feuilles coupées-à-longueur conformément aux normes ASTM B209, EN 485-2 et GB/T 3880.2, un fabricant de réservoirs peut construire des coques, des déflecteurs et des embouts à partir d'une seule qualité et maintenir des procédures de soudage cohérentes sur l'ensemble de l'assemblage.
Composition chimique de l'alliage 5052
| Élément | Contenu (%) |
|---|---|
| Magnésium (Mg) | 2.2–2.8 |
| Chrome (Cr) | 0.15–0.35 |
| Fer (Fe) | 0,40 maximum |
| Silicium (Si) | 0,25 maximum |
| Cuivre (Cu) | 0,10 maximum |
| Manganèse (Mn) | 0,10 maximum |
| Zinc (Zn) | 0,10 maximum |
| Aluminium | Reste |
Propriétés mécaniques par état
| Caractère | Résistance à la traction | Limite d'élasticité (0,2%) | Élongation | Utilisation typique du réservoir |
|---|---|---|---|---|
| O | 170-215 MPa | 65 MPa min. | 14 % minimum | Embouts et chicanes emboutis-profondément |
| H32 | 210-260 MPa | 160 MPa min. | 7 % minimum | Coques, chicanes, sangles de montage |
| H34 | 235 à 285 MPa | 180 MPa min. | 5 % minimum | Coques et supports-plus résistants |
Temper H32 est le cheval de bataille pour les coques de réservoir de carburant. Il offre suffisamment de résistance pour qu'un mur de 4 à 5 mm puisse résister aux poussées hydrauliques sans se fissurer au niveau des coins formés, tout en conservant la ductilité nécessaire au laminage et au bridage.
Sélection de l'épaisseur des coques, des chicanes et des embouts
Coque (corps principal) :4,0 à 6,0 mm en H32 ou H34, selon le volume du réservoir et la méthode de montage
Chicanes internes :3,0 à 4,0 mm ; Le contrôle du slosh compte ici plus que la rigidité en flexion.
Embouts et têtes :4,0 à 5,0 mm ; une plaque plus épaisse peut être nécessaire lorsque la tête est bombée plutôt que plate
Sangles et supports :5,0 à 6,0 mm à l'endroit où le réservoir est fixé au cadre du châssis
Drainage du déflecteur et trous d’aération :poinçonné et ébavuré, dégagement minimum de 20 mm depuis les pointes de soudure
Les largeurs commerciales standard sont de 1 000 à 1 500 mm et les longueurs standard de 2 000 à 4 000 mm. Les tolérances d'épaisseur suivent la plage normale de la norme ASTM B209 pour les tôles et les plaques, qui est plus stricte pour une épaisseur nominale donnée que les tolérances des plaques à motif-utilisées sur les plaques de sol.
Gain de poids, résistance à la corrosion et durée de vie
L'aluminium a une densité d'environ 2,68 g/cm³ contre 7,85 g/cm³ pour l'acier au carbone. Étant donné que l'aluminium a un module d'élasticité plus faible (environ 70 GPa contre 200 GPa), l'épaisseur de la paroi doit être augmentée pour une rigidité équivalente, de sorte qu'un véritable réservoir pèse généralement 45 à 60 % de moins que son homologue en acier plutôt que le rapport de densité complet. Sur un camion long-ce poids récupéré va directement dans la charge utile.
Le 5052 ne rouille pas. Sa surface riche en magnésium-forme un film d'oxyde passif qui résiste au diesel, aux mélanges de biodiesel et au sel de déglaçage-, c'est pourquoi les réservoirs en aluminium non peints restent propres pendant des années. Deux limites pratiques s'appliquent : les agents de nettoyage alcalins puissants attaquent le film d'oxyde et l'alliage ne doit pas être utilisé pour un service prolongé au-dessus d'environ 65 degrés.
Le recyclage en fin de vie-de-est un autre avantage. Les déchets d'aluminium conservent leur valeur et sont recyclés sans perte de propriétés, et une proportion élevée du métal utilisé dans un réservoir mis au rebut -réintègre le flux de fusion.
Pratique de fabrication et de soudage
Le 5052 se soude facilement par MIG ou TIG en utilisant le mastic 5356 pour une résistance maximale des joints ou le mastic 4043 où une tolérance aux fissures et une correspondance de couleur légèrement meilleures après anodisation sont souhaitées. Aucun traitement thermique après-soudage n'est requis ; la zone affectée par la chaleur-se ramollit quelque peu mais satisfait toujours aux propriétés minimales H32 dans les épaisseurs de coque normales. Pratiques recommandées :
Nettoyer le joint avec une brosse inoxydable et dégraisser immédiatement avant le soudage ; l'oxyde d'aluminium fond bien au-dessus du métal lui-même
Utilisez un rayon de courbure minimum d'environ 1,5 fois l'épaisseur pour le H32 à température ambiante et 2,0 fois pour le H34.
Concevoir des chicanes avec un périmètre soudé ou un verrouillage mécanique pour éviter la concentration des contraintes sous charge de surtension
Ébavurez tous les bords cisaillés ; les arêtes vives sont le point de départ habituel des fissures de fatigue en service
Foire aux questions
Q : Pourquoi le 5052 est-il préféré au 3003 pour un réservoir de carburant ?
Le 5052 contient du magnésium et du chrome, qui élèvent sa résistance à la traction et à la fatigue bien au-dessus de 3003 tout en gardant une résistance à la corrosion similaire.. 3003 est toujours utilisé pour les couvertures à faible-contrainte, mais pas pour une coque qui supporte des charges de liquide.
Q : Un réservoir de carburant en aluminium peut-il être réparé sur le terrain ?
Oui. Le soudage MIG ou TIG avec du mastic 5356 est la voie de réparation standard. Vidangez et purgez le réservoir, éliminez les vapeurs de carburant résiduelles et coupez les matériaux fissurés plutôt que de souder dessus.
Q : Le 5052 convient-il au biodiesel et aux carburants mélangés ?
L'alliage résiste au diesel et aux mélanges de biodiesel typiques tels que le B20. Évitez de stocker du carburant très acide ou contaminé par de l'eau-pendant de longues périodes et n'utilisez jamais de solutions de nettoyage caustiques à l'intérieur du réservoir.
Q : Quelle épaisseur est utilisée pour un réservoir de camion de 300 litres ?
Une construction typique utilise une coque H32 de 4,0 à 5,0 mm, des têtes bombées de 4,0 mm et des déflecteurs internes de 3,0 mm. Les chars plus gros et les véhicules tout-terrain-se déplacent généralement vers des obus de 5,0 à 6,0 mm.
Q : Le réservoir doit-il être peint ou anodisé ?
Aucun revêtement n'est requis. La finition usinée est standard et auto-protectrice. L'anodisation ou le revêtement en poudre sont choisis pour l'apparence ou l'identification de la flotte, et non pour les performances contre la corrosion.
Q : Combien de poids un réservoir en aluminium permet-il réellement d'économiser ?
À rigidité équivalente, attendez-vous à une réduction de 45 à 60 % par rapport à un réservoir en acier peint de même capacité. Le gain dépend principalement du fait que la conception soit axée sur la rigidité-ou sur la résistance-.
