從1891年以來,工業(yè)鋁型材用于造船業(yè)已有近百年的歷史。隨著國(guó)內(nèi)外造船業(yè)的高速發(fā)展,船舶的輕量化正日益被重視。由于工業(yè)鋁材的密度低,強(qiáng)度高,耐腐蝕性強(qiáng),十分適合海洋的惡劣使用環(huán)境。而且工業(yè)鋁材的加工成本較低,因而使用工業(yè)鋁材制造船舶更具有經(jīng)濟(jì)性。從船舶設(shè)計(jì)者的角度來看,使用工業(yè)鋁型材制造的船舶在同等動(dòng)力條件下能有更快的速度,并且還具有更長(zhǎng)的使用壽命。因而船舶用工業(yè)鋁型材在近年來技術(shù)突飛猛進(jìn),并為大量鋁材提供了廣闊的市場(chǎng)。
一、工業(yè)鋁用于造船——四大優(yōu)勢(shì)
優(yōu)良的焊接性能
焊接對(duì)比鉚接有著更明顯的優(yōu)點(diǎn),因?yàn)樵谠齑胁荒芡ㄟ^重新熱處理的方法恢復(fù)因焊接而失去的性能,而工業(yè)鋁型材具有良好的焊接抗裂性,且焊后焊接接頭性能相差不大,因而十分利于造船焊接使用。
優(yōu)異的耐腐蝕性能
鋁接觸空氣后會(huì)在其表面形成一層致密,堅(jiān)固的氧化鋁薄膜,能很好地抵御海水內(nèi)各元素的侵蝕。再加上陽極氧化技術(shù),工業(yè)鋁型材在海水中能保持一種非常穩(wěn)定的形態(tài)。
密度低,輕盈
鋁的密度只相當(dāng)于鐵的三分之一,在同等船身大小的前提下,工業(yè)鋁型材船體會(huì)帶來更輕的質(zhì)量,大大有利于船舶的時(shí)速速度的提升以及燃油經(jīng)濟(jì)性,從而在同等油量下獲得更長(zhǎng)的續(xù)航里程。
良好的冷、熱成型性能
艦船在建造過程中要經(jīng)受冷加工(如折邊、卷邊、輥彎、沖壓等)和熱加工(如熱彎、火工矯形等)。所以要求船用鋁合金易于加工成型,加工時(shí)不產(chǎn)生裂紋等缺陷,加工后仍能滿足強(qiáng)度、耐蝕性等性能要求。
二、工業(yè)鋁用于造船——應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)
鋁合金具有比重和彈性模量小、耐腐蝕、可焊接、易加工、無磁性和低溫性能好等特點(diǎn), 用于船舶中具有如下優(yōu)點(diǎn):
l 由于其比重小, 因而可減輕船重, 可減小發(fā)動(dòng)機(jī)單機(jī)容量, 可增加速度; 可減少燃料耗費(fèi), 節(jié)約燃油; 可以改善船的長(zhǎng)寬比, 增加穩(wěn)定性, 使船易于操縱; 還可以增加載重量, 獲得額外利潤(rùn)。
l -由于抗腐蝕性能好, 能減少涂油等維修費(fèi)用, 可延長(zhǎng)使用年限(通常在 20 年以上)。
l -加工成形性能好, 易于進(jìn)行切割、沖壓、冷彎、成形和切削等各種形式的加工, 適合船體的流線化; 可擠壓出大型寬幅薄壁型材, 減少焊縫數(shù)和使船體結(jié)構(gòu)合理化和輕量化。
l -焊接性能好, 能較容易地進(jìn)行焊接。
l -彈性模量小, 吸收沖擊應(yīng)力的能力大, 有較大的安全性。
l -鋁廢料容易回收, 可以循環(huán)使用。
l -無低溫脆性, 適合做低溫設(shè)備。
l -由于非磁性, 羅盤不受影響; 全鋁船可以避免水雷攻擊, 適合作掃雷艇。
l -沒有蟲害和干燥變形; 不燃燒, 遇火災(zāi)較安全。
三、工業(yè)鋁用于造船——與發(fā)達(dá)國(guó)家差距
鋁材料雖然對(duì)船舶運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)輕量化具有重要意義,但也存在價(jià)格高的缺陷,妨礙了其推廣使用。特別是在船舶交通運(yùn)輸工具結(jié)構(gòu)件使用方面,如果相同部件使用鋁合金材料的價(jià)格是鋼鐵材料的3倍以上,船舶運(yùn)輸工具需要連續(xù)化、規(guī)模化生產(chǎn)制造才能有效控制生產(chǎn)成本,對(duì)原材料價(jià)格的穩(wěn)定有較高要求。
鋁合金在船舶運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)展開,但仍存在一些技術(shù)問題,影響鋁材料的推廣使用。其中比較突出的主要是鋁板與鋼板的焊接技術(shù)和船體鋁合金材料的耐腐蝕性問題,船舶用大型、大斷面、復(fù)雜斷面的鋁合金型材擠壓也需要進(jìn)一步完善。
四、工業(yè)鋁用于造船——我國(guó)在全球占比
中國(guó)船舶制造業(yè)在全球市場(chǎng)上所占的比重正在明顯上升,中國(guó)已經(jīng)成為全球重要的造船中心之一。而國(guó)際制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移趨勢(shì)是中國(guó)船舶制造業(yè)發(fā)展面臨的較大機(jī)遇。2007年經(jīng)濟(jì)規(guī)模快速增長(zhǎng)造船、修船和船舶配套業(yè)實(shí)現(xiàn)全面增長(zhǎng),全國(guó)規(guī)模以上1059家船舶工業(yè)企業(yè)完成工業(yè)總產(chǎn)值2563億元,工業(yè)增加值683億元比上年分別增長(zhǎng)53%和70%。主營(yíng)業(yè)務(wù)收入突破200億元,增長(zhǎng)60%以上。2007年1——11月全國(guó)規(guī)模以上船舶工業(yè)企業(yè)利潤(rùn)總額185億元比上年同期增加78.5億元,同比增長(zhǎng)136%。船舶運(yùn)輸業(yè)經(jīng)過一輪快速發(fā)展,我國(guó)將擺脫國(guó)外生產(chǎn)技術(shù)使用對(duì)鋁合金的限制,盡量多采用鋁合金材料作為船舶的船體及上層建筑材料,鋁材在船舶運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用潛力會(huì)更大。
五、工業(yè)鋁用于造船——揚(yáng)帆遠(yuǎn)航
我國(guó)擁有18000多公里的海岸線,在海洋資源豐富的同時(shí),也給海防帶來了不小的困難??梢杂鲆姷氖?,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和周邊海域局勢(shì)的風(fēng)云變幻,我國(guó)周邊的海洋活動(dòng)將日漸增多,用于貿(mào)易或軍事的船只將更多地被投入到海上,因而工業(yè)鋁型材船體憑借其無可比擬的優(yōu)勢(shì),未來的商業(yè)前景更是廣闊無限。