Plaque en aluminium 5083 pour hublots de navire : Guide des spécifications marines

Pourquoi la plaque d'aluminium 5083 est utilisée pour les hublots de navires

Un hublot occupe l'espace le plus exposé d'une coque : il subit des pulvérisations directes, un écoulement sur le pont-, de la condensation sur le côté froid et des lavages répétés-, et son cadre doit maintenir un joint étanche pendant toute la durée de vie du navire. L'alliage 5083 est une plaque d'Al-Mg non-traitable thermiquement-avec 4,00 à 4,90 % de magnésium, et cette chimie est la raison pour laquelle elle domine l'application. Il s'agit du plus résistant des alliages de tôles marines courants, tout en restant très résistant aux attaques de l'eau de mer et à la fissuration par corrosion sous contrainte, en particulier dans les états H116 et H321 qui sont stabilisés contre la sensibilisation. Tout aussi important, il conserve une proportion élevée de cette résistance après le soudage, de sorte qu'un cadre de hublot peut être fabriqué sous forme d'assemblage soudé, puis usiné sur une face d'étanchéité sans que la zone affectée thermiquement ne devienne le point faible contrôlant. Par rapport à une plaque 6061 à usage général, l'alliage marin est préféré partout où le hublot est grand, est installé sur un pont ou une superstructure exposé, ou fonctionne dans la zone d'éclaboussure d'un navire océanique.

Gamme de tailles de plaques et conditions de livraison

Les travaux sur les hublots nécessitent généralement une plaque de 8 à 40 mm pour l'anneau du cadre et une feuille de 3 à 10 mm pour les supports, les anneaux de garniture et les supports de joint. Les sections les plus épaisses sont spécifiées de manière à ce que la rainure d'étanchéité et le cercle de boulons puissent être usinés dans la plaque sans que la bride ne devienne la section limite.

Composition chimique de la plaque marine 5083

La teneur en magnésium assure le renforcement de la solution solide-et la résistance à l'eau de mer de l'alliage. Le manganèse et le chrome affinent la microstructure et contrôlent la précipitation du Mg₂Al₃phase aux joints de grains, qui est le mécanisme qui détermine si une plaque sera sensibilisée en service. Le fer et le silicium sont maintenus à 0,40 % chacun pour limiter les particules grossières qui réduisent la ductilité et la résistance aux piqûres.

Propriétés mécaniques par état

Les valeurs correspondent aux exigences de plaque ASTM B209 et EN 485-2. Pour les cadres de hublots, la condition H116 ou H321 est normalement sélectionnée : les deux sont écrouis et stabilisés thermiquement afin de passer le test de perte de masse à l'acide nitrique de la norme ASTM G67 à 15 mg/cm² ou moins, qui est le critère d'acceptation utilisé par les sociétés de classification pour la résistance à la corrosion intergranulaire.

Fabrication, protection contre la corrosion et installation

Découpe : découpage au plasma, au jet d'eau ou au laser de l'anneau du cadre à partir de la plaque, suivi de l'usinage CNC de la rainure d'étanchéité, de la feuillure du verre et du cercle de boulons. La découpe au jet d'eau évite l'apport de chaleur du plasma au niveau de la face de scellement.

Formage : les plaques O, H111 et H112 peuvent être formées à froid ou laminées en sections de cadre incurvées. Les H116 et H321 nécessitent des rayons de courbure généreux et sont rarement formés après stabilisation finale.

Soudage : MIG ou TIG avec fil d'apport 5183 ou 5356. La conception du joint doit maintenir la face d'étanchéité hors de la zone affectée par la chaleur-, et la température entre les passes doit rester inférieure à environ 120 degrés pour éviter de re-sensibiliser un état stabilisé.

Pas de traitement thermique après-soudage : le 5083 ne peut pas être renforcé par un traitement thermique, et le recuit d'un cadre fini détruirait la trempe de l'ensemble du composant.

Usinage : utilisez des outils tranchants,-à râteau élevé et un dégagement de copeaux généreux ; l'alliage est gommeux à l'état recuit et durcit facilement dans les conditions H116 et H321.

Le Bare 5083 présente une bonne résistance à l'atmosphère marine et à l'eau de mer, mais les hublots sont rarement laissés nus car l'apparence est importante et parce que les crevasses autour des joints et des fixations créent des zones appauvries en oxygène. L'anodisation produit un film gris dur avec une résistance à l'usure utile mais une luminosité décorative limitée sur un alliage à haute teneur en magnésium ; un revêtement de conversion sans chromate- suivi d'un système époxy ou polyuréthane est le choix habituel pour les cadres peints. Là où le cadre rencontre une coque en acier ou une fixation en acier inoxydable, l'aluminium doit être isolé électriquement avec des rondelles isolantes, des manchons et un joint isolant, et les faces de joint doivent être recouvertes d'un scellant marin pour exclure l'eau de la crevasse. Les chemins de drainage et les rayons généreux empêchent l'eau stagnante sur les brides horizontales, et une vérification finale de la compression du joint après l'installation protège l'intégrité étanche de l'ouverture.

Foire aux questions

Q : Pourquoi le 5083 est-il choisi au lieu du 6061 pour les hublots ?
Le 5083 offre une plus grande résistance au soudage, une meilleure résistance à la corrosion par l'eau de mer et une bien meilleure résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte en service maritime.. 6061 reste un choix raisonnable pour les hublots de petite et moyenne taille sur les navires qui opèrent dans des eaux moins agressives, où sa résistance usinée plus élevée et sa finition anodisée plus brillante sont utiles.

Q : Quelle est la différence entre H116 et H321 ?
Les deux sont des états stabilisés développés pour les tôles marines. Le H321 est fourni avec des plages de propriétés mécaniques contrôlées et un allongement légèrement supérieur, tandis que le H116 est spécifié avec une limite d'élasticité minimale garantie et un taux de corrosion intergranulaire maximal ; les deux sont vérifiés par rapport à la limite de perte de masse ASTM G67.

Q : Le 5083 nécessite-t-il un traitement thermique après le soudage ?
Non. L'alliage ne peut pas être traité thermiquement.-aucun vieillissement après-traitement en solution ou vieillissement après soudage ne s'applique. La protection est maintenue en contrôlant l'apport de chaleur, en utilisant le fil d'apport approprié et en restaurant le revêtement de surface sur la soudure et sa zone affectée par la chaleur.

Q : Le cadre du hublot peut-il être anodisé ?
C'est possible, et l'anodisation donne une surface grise dure et résistante à l'abrasion. Étant donné que le 5083 contient plus de 4 % de magnésium, le film anodique est plus foncé et moins transparent que sur un alliage de la série 6000. L'anodisation est donc normalement choisie pour une protection fonctionnelle plutôt que pour des effets décoratifs brillants.

Q : Quelle épaisseur faut-il commander pour un cadre de hublot ?
L'épaisseur est définie par la profondeur de la bride nécessaire pour la rainure d'étanchéité et les fixations ainsi que par les exigences structurelles de l'ouverture. La plupart des cadres utilisent une plaque de 8 à 40 mm, et la plaque est généralement commandée légèrement surdimensionnée afin que l'anneau puisse être usiné après la découpe.

Q : Les certificats de classe sont-ils disponibles avec la plaque ?
Oui. La plaque marine est régulièrement fournie avec une certification DNV, ABS, LR ou CCS et avec des documents d'inspection EN 10204 3.1 qui retracent l'indice thermique, l'analyse chimique et les résultats des tests mécaniques de la plaque livrée.