Por que a água do mar é difícil para o alumínio
A água do mar é um dos ambientes naturais mais corrosivos para os metais, combinando íons cloreto, oxigênio, bioincrustação e variações de temperatura. O alumínio sobrevive porque seu filme de óxido superficial é auto-reparável, mas o comportamento protetor depende fortemente da química da liga. Ligas contendo-cobre, como as famílias 2xxx e 7xxx, sofrem ataque acelerado em soluções de cloreto porque o cobre cria micro{6}}células galvânicas com a matriz de alumínio. A família 5xxx do alumínio-magnésio evita esse problema, e é por isso que domina a construção naval. Dentro da família 5xxx, o teor de magnésio, a têmpera e o controle da precipitação nos limites dos grãos-determinam o quão bem a liga resiste à corrosão intergranular, à corrosão intergranular e à trinca por corrosão sob tensão ao longo de décadas de serviço.
5083-H116: A referência para imersão permanente
5083 contém cerca de 4,0-4,9% de magnésio e é a liga marinha comum mais forte. A têmpera H116 foi projetada especificamente para serviços marítimos e outros serviços corrosivos: seu funcionamento controlado e histórico térmico evitam a precipitação contínua do limite de grãos-da fase beta que pode tornar ligas 5xxx com mais de{8}}idade suscetíveis ao ataque intergranular. Em testes-de névoa salina de acordo com ASTM B117, o 5083-H116 normalmente excede 1.000 horas sem revestimento, e sua taxa de corrosão em água do mar temperada é baixa, em torno de 0,015 mm/ano. É por isso que as sociedades de classificação aceitam o 5083-H116 para cascos de navios e plataformas offshore, e é por isso que ele proporciona uma vida útil de décadas na água do mar. Seu custo superior ao 5052 é justificado pela vida útil mais longa e livre de manutenção.
5052-H32: Serviço marítimo moderado e econômico
5052 contém cerca de 2,2-2,8% de magnésio e oferece proteção adequada contra corrosão para estruturas costeiras e barcos que não estão permanentemente imersos. Sua taxa de corrosão em água do mar temperada é de aproximadamente 0,025 mm/ano, superior a 5.083, mas ainda aceitável para muitas aplicações. O temperamento H32 fornece um bom equilíbrio entre resistência e conformabilidade, que se adapta aos formatos complexos de cascos de barcos de pesca e pequenas embarcações. 5052 custa menos que 5083 e é mais fácil de moldar, tornando-o a escolha econômica para docas, revestimentos costeiros e embarcações com vida útil projetada de 15 a 20 anos. Para estruturas soldadas, o 5052 solda prontamente, embora os mesmos controles de entrada de calor sejam aplicados para preservar o desempenho contra corrosão.
6061-T6 e os limites 7xxx na água do mar
6061-T6 é frequentemente usado em barcos, mas não se destina à imersão permanente em água do mar. Seu conteúdo de cobre, cerca de 0,15-0,4%, cria células micro{10}}galvânicas em soluções de cloreto, e a corrosão intergranular pode se propagar várias vezes mais rápido do que em ligas 5xxx. A anodização retarda a corrosão em zonas de respingos, mas não a elimina, e a fissuração por corrosão sob tensão é um risco em atmosferas marítimas para peças altamente tensionadas. A regra prática é limitar o 6061 a componentes acima da água, como mastros, grades e acessórios internos. As ligas 7xxx têm resistência ainda maior, mas menor resistência à corrosão e são usadas em aplicações marítimas apenas com revestimentos, revestimentos e proteção catódica cuidadosa, geralmente em contextos navais e aeroespaciais, em vez de cascos comerciais.
Desempenho de junta soldada
A soldagem altera a microestrutura das ligas 5xxx e pode afetar a resistência à corrosão se não for controlada. O uso de enchimento de alumínio-magnésio correspondente, como ER5356, mantém uma alta proporção do desempenho de corrosão do metal base na solda. A zona-afetada pelo calor pode apresentar taxas de corrosão por corrosão mais altas, a menos que a entrada de calor seja limitada e, quando especificado, o alívio de tensão seja aplicado. Soldas-de dupla face evitam corrosão em fendas em juntas sobrepostas, e a limpeza pós{8}}soldagem deve remover resíduos de fluxo e óxido que podem iniciar ataque galvânico. Com o procedimento adequado, as estruturas soldadas 5083 e 5086 alcançam um longo serviço em zonas de marés e respingos, razão pela qual as especificações de procedimentos de soldagem aprovados são exigidas pelas sociedades de classificação para fabricação naval.
Selecionando a liga marítima certa
Comece com a exposição: imersão permanente, zona de splash ou serviço costeiro atmosférico. Para imersão permanente e estrutura primária, especifique 5083-H116 ou H321, com certificação como DNV ou ABS onde o projeto exigir. Para compilações moderadas e sensíveis-aos custos, o 5052-H32 é adequado. Para conexões acima da água onde são necessárias resistência e anodização, o 6061-T6 funciona com proteção. Sempre especifique a têmpera com cuidado, pois a têmpera errada pode anular a resistência à corrosão da liga, verifique a composição no certificado do moinho e siga os procedimentos de soldagem aprovados. A liga correta, a têmpera e a fabricação em conjunto, e não a liga sozinha, determinam a vida útil de uma estrutura de alumínio naval.
Perguntas frequentes
Qual liga de alumínio tem a melhor resistência à corrosão na água do mar?
O 5083-H116 é amplamente considerado a melhor combinação de resistência e resistência à corrosão da água do mar para serviços estruturais, com o 5086-H32 logo atrás. Para máxima resistência à corrosão onde a resistência é menos importante, o 5052 também funciona muito bem a um custo menor.
Por que o 6061 não é recomendado para imersão permanente em água do mar?
6061 contém cobre, que forma células micro{1}}galvânicas com a matriz de alumínio em soluções de cloreto, acelerando a corrosão intergranular. É excelente para uso marítimo acima-da água, mas deve ser protegido com revestimentos ou anodização para serviços em zonas-de respingos.
A anodização protege o alumínio na água do mar?
A anodização fornece uma camada dura e protetora que retarda significativamente a corrosão em zonas de respingos e atmosferas marinhas, mas não é uma barreira completa. Arranhões e bordas podem expor o metal base, portanto, para imersão permanente, a seleção e o design da liga são mais importantes do que qualquer tratamento de superfície.
Qual metal de adição deve ser usado para soldar 5083?
A carga de alumínio-magnésio, como ER5356, é a escolha padrão, mantendo uma alta proporção da resistência do metal base e da resistência à corrosão. O procedimento de soldagem, incluindo o controle da entrada de calor, deve ser qualificado para serviço marítimo.
O 5083 pode ser usado para tanques criogênicos e também para serviços marítimos?
Sim. 5083 permanece resistente em temperaturas muito baixas e é amplamente utilizado em tanques de gás liquefeito, e sua resistência à corrosão é adequada para serviços marítimos e químicos. É uma das ligas de alumínio-de alto desempenho mais versáteis.