Wykonywanie konstrukcji aluminiowych

Wiele elementów statków wodnych wykonanych jest z aluminium. Zastosowanie tego materiału wiąże się z jego cechami specyficznymi dzięki którym wykonywane elementy mogą być efektywniej eksploatowane oraz posłużą dłużej bez potrzeby wymiany ich na nowe części. Charakterystyczne cechy aluminium przez które jest wybierane jako materiał do budowy jednostek pływających to:

• Wysoka odporność na korozję – jest to cecha bardzo istotna na statkach w których występuje nieustannie możliwość zamoczenia konstrukcji. Aluminium wchodzi w reakcje z tlenem zawartym w powietrzu tworząc szczelną powłokę zabezpieczając materiał przed uszkodzeniem. Nawet jeśli powłoka tlenowa zostanie przerwana to ulega samozasklepieniu.
• Podatność na obróbkę – to cecha zawsze przydatna przy tworzeniu jakichkolwiek konstrukcji. Podczas obróbki materiałów aluminiowych nie powinien wystąpić żaden problem z czynnościami takimi jak: toczenie, wiercenie, skrawanie, wykrawanie, cięcie i gięcie.
• Łączenie – elementy wykonane z aluminium można bez żadnych problemów łączyć poprzez: klejenie, spawanie, lutowanie, skręcanie, nitowanie. Aluminium można łączyć również z innymi rodzajami metalów.
• Rozszerzalność liniowa – aluminium cechuje się wysokim wskaźnikiem rozszerzalności liniowej i ta cecha powinna być uwzględniona już na etapie projektowania danej jednostki pływającej
• Nietoksyczność – jest to ważna cecha mająca duży wpływ na wykorzystywanie aluminium przy budowie statków. Na jednostkach pływających przewozi się różnego rodzaju towary, które nie powinny mieć styczności z żadnymi substancjami toksycznymi.
• Plastyczność – wysoką plastyczność aluminium wykorzystuje się przy obróbce zarówno na zimno, jak i na gorąco.
• Gęstość – gęstość aluminium ma trzykrotnie niższą wartość niż gęstość stali.
• Wytrzymałość – to jeden z głównych powodów dla których wykorzystuje się aluminium. Metal ten w odróżnieniu od innych gatunków nie staje się kruchy przy poważnym spadku temperatury. Wręcz przeciwnie – proporcjonalnie do spadku temperatury, zwiększa się wytrzymałość aluminium.

Stopów aluminium, określanych odpowiednimi normami używa się do budowy:

• kadłubów jednostek pływających
• pokładówek i nadbudówek
• masztów
• pokryw lukowych, schodów, trapów, drabin, zamknięć etc.
• wiatrochronów, nadburć, falochronów etc.
• konstrukcji kriogenicznych czyli takich, które przeznaczone są do eksploatowania w niskich temperaturach

Rodzaje materiałów, uznanie, wymagania

Nie wszystkie rodzaje stopów aluminium mogą być oczywiście użyte przy budowie statków. To jakie rodzaje można stosować przy konstrukcji ściśle określają normy Polskiego Rejestru Statków. Elementy dostawy danych materiałów aluminiowych powinny być odpowiednio oznakowane, a wszystkie używane gatunki stopów aluminiowych (włączając w to wsad do ich produkcji) powinny być wytwarzane tylko przez wytwórnie, które uznaje Polski Rejestr Statków.

Jeżeli firma odpowiedzialna za budowę danej jednostki pływającej wystosuje odpowiedni wniosek to można uzyskać zgodę na użycie stopów aluminium nie opisanych w obowiązujących normach, tak samo można uzyskać zgodę na wykorzystywanie materiałów pochodzących od nieuznanych wytwórni – na to wszystko trzeba jednak uzyskać zgodę od Polskiego Rejestru Statków. Wymaga to również przeprowadzenia odpowiednich testów sprawdzających własności danego stopu i jego odporność na korodowanie. Należy również dogłębnie przeanalizować warunki jego spawania i możliwość jego eksploatowania.

Skład chemiczny stopów aluminium używanych przy konstrukcji statków również powinien odpowiadać określonym normom. Nie przestrzeganie ich może wiązać się z negatywnymi konsekwencjami, a każdy statek musi przejść szereg badań i testów zanim zostanie dopuszczony do eksploatacji. Analizę chemiczną przeprowadzić może sam wytwórca lecz musi ona przebiegać zgodnie z zaleceniami Polskiego Rejestru Statków czyli musi zostać przeprowadzona wyrywkowo według uznania oddelegowanego inspektora.

Istnieje pewna minimalna dopuszczalna wadliwości materiałów aluminiowych, które będą użyte przy konstrukcji jednostek pływających i jest ona również opisana w odpowiednich przepisach. Wyrób aluminiowy powinien być jednak wolny od wad powierzchniowych i wewnętrznych, które w jakikolwiek sposób uniemożliwiłyby zastosowanie danego materiału zgodnie z jego przeznaczeniem. Drobne wady, które nie wpływają rażącą na jakość materiału mogą być usunięte mechanicznie, na przykład metodą szlifowania.

Również po montażu należy wykonać wyrywkowe próby mające określić jakość wykonanej pracy. Osoby pracujące z aluminium powinny mieć na uwadze to, że materiał ten zachowuje się inaczej niż inne metale. Elementy konstrukcyjne, które w statkach wykonywane są z aluminium, są jednymi z najważniejszych części w całej budowie dlatego powinny być wykonywane przez osoby posiadające odpowiednie kwalifikacje i doświadczenie. Jakość wykonania danych elementów będzie się później odciskać piętnem na całym ,,życiu” danej jednostki pływającej, będzie wpływać na jakość jej użytkowania, częstotliwość nadprogramowych napraw i długość przydatności.