Ontzigintzan erabili ohi diren metal motak
Ontzigintza ingeniaritza arlo bat da, eta bertan hainbat propietate konbinatzen diren materialak behar dira, eta propietate horiek ez dira beti erraz lortzen aldi berean: karga-erresistentzia, itsas inguruneetan korrosioarekiko erresistentzia, moldatzeko eta soldatzeko erraztasuna, eta ekoizpen eta mantentze ekonomikoa. Material aukera desberdinen artean, metalak dira ontzigintza modernoaren oinarria, batez ere merkataritza-ontzietarako, gerra-ontzietarako, bidaiari-ontzietarako eta baita atoiontzietarako eta patruila-ontzien moduko lan-ontzietarako ere. Metal egokia aukeratzeak eragina izango du segurtasunean, eraginkortasun operatiboan, zerbitzu-bizitzan eta mantentze-kostuetan ontziaren bizi-ziklo osoan zehar.
Jarraian, itsasontzien eraikuntzan erabiltzen diren metal mota ohikoenak ageri dira, bakoitza zergatik aukeratu den arrazoi teknikoekin eta itsasontziaren zein ataletan aplikatzen diren normalean.
1) Karbono altzairua egitura nagusirako
Karbono altzairua da itsasontzi-industrian gehien erabiltzen den materiala, batez ere kroskoetarako, kubiertarako, mampararako, markoetarako eta bestelako barne-egituretarako. Bere abantaila nagusiak dira erresistentzia bikaina, eskuragarritasun zabala eta beste materialekin alderatuta kostu nahiko baxua.
Praktikan, itsasontzien eraikuntzan sailkapen-arauak (adibidez, ABS, DNV, LR, BV) betetzen dituen itsas mailako altzairua erabiltzen da. Altzairu hau konposizio kimiko kontrolatua eta ekoizpen-prozesu espezifikoak erabiliz fabrikatzen da, gogortasun nahikoa lortzeko, batez ere tenperatura baxuetan, eta horrela haustura hauskorraren arriskua murrizten da.
Hala ere, altzairu karbonikoak ahultasun handi bat du: itsas inguruneetan korrosioarekiko sentikorra da. Hori dela eta, altzairuzko ontziek beti behar dute korrosioaren aurkako babes-sistemen menpe, hala nola babes-estaldurak, anodo sakrifikatuak edo korronte inpresionatu bidezko babes katodikoa (ICCP). Mantentze-lan erregularrak ezinbestekoak dira egitura-errendimendua mantentzeko.
2) Pisuaren eraginkortasunerako trakzio handiko altzairua
Karbono altzairu estandarraz gain, itsasontzi moderno askok erresistentzia handiko altzairua erabiltzen dute (adibidez, AH36, DH36, EH36 eta antzeko kalifikazioak) erresistentzia handiagoa behar duten eremuetarako edo egiturazko pisua murrizteko segurtasuna arriskuan jarri gabe. Trakzio-erresistentzia eta etekin-erresistentzia handiagoak plakaren lodiera murriztea ahalbidetzen du zenbait eremutan, eta horrek itsasontziaren pisua txikiagoa eta erregai-eraginkortasuna hobetzea dakar.
Altzairu mota hau askotan tentsio handiko guneetan erabiltzen da, hala nola, kubierta nagusian, zama-ontzien ateen inguruko eremuan edo ontzi handien egitura longitudinaletan. Hala ere, erresistentzia handiko altzairua erabiltzeak soldadura-prozedurei eta kalitate-kontrolari arreta handiagoa eskatzen die, bere propietate mekanikoak beroak (beroak eragindako eremua) eragin baitezake behar bezala prozesatzen ez bada.
3) Altzairu herdoilgaitza sistema jakin batzuetan korrosioarekiko erresistentzia lortzeko
Altzairu herdoilgaitza korrosioarekiko erresistentzia handia behar duten itsas osagaietan erabiltzen da, batez ere itsasoko urarekin edo fluido korrosiboekin kontaktuan jartzen diren hodietan, tankeetan, osagarrietan eta osagaietan. Ohiko kalifikazioen artean, 304/304L eta 316/316L bezalako serie austenitikoa dago, eta 316a, oro har, kloruroaren korrosioarekiko erresistenteagoa da, molibdeno edukia duelako.
Itsas aplikazioetan, altzairu herdoilgaitza aukeratzen da maiz honetarako:
– Itsasoko eta ur gezako hodi sistema batzuk
– Ontziko sukaldeko edo mediku-gelako ekipamendua (higienikoa eta garbitzeko erraza)
– Zisterna kimikoen itsasontzietako produktu kimikoen tankeak (kargaren araberako maila bereziekin)
– Lotura-osagaiak (torlojuak, azkoinak) herdoiltzeko joera duten guneetan
Herdoilarekiko erresistentea den arren, altzairu herdoilgaitza ez da korrosio mota guztien aurrean immunea. Kloruro inguruneetan, oraindik ere badago zulo eta arrakala korrosioaren arriskua, batez ere junturaren diseinuak hutsuneak sortzen baditu edo kutsadura gertatzen bada. Gainera, altzairu herdoilgaitza altzairu arrunta baino garestiagoa izan ohi da, beraz, bere erabilera askotan selektiboa da.
4) Aluminioa eta bere aleazioak gainegituretarako eta abiadura-ontzietarako
Aluminioa (batez ere itsas aplikazioetarako 5xxx eta 6xxx serieko aluminio aleazioak) oso ezaguna da gainegituretarako eta abiadura handiko ontzietarako, hala nola ferry azkarrak, patruila-ontziak edo aisialdirako ontziak. Aluminioaren abantaila handiena altzairua baino askoz dentsitate txikiagoa duela da, eta horrek ontziaren pisua nabarmen murrizten du. Pisua murrizteari esker, egonkortasuna, karga-ahalmena eta erregai-eraginkortasuna hobetzen dira.
Aluminioak korrosioarekiko erresistentzia nahiko ona du, bere oxido geruza naturalaren eraketa dela eta. Hala ere, itsas aplikazioetan, babes gehigarria behar da oraindik, batez ere korrosio galbanikoa saihesteko aluminioa beste metal batzuekin, hala nola altzairuarekin edo kobrearekin, kontaktuan jartzen denean baldintza heze/gazietan. Isolatzaileen, estalduren eta konexioen diseinuaren erabilera egokia funtsezkoa da.
Gainera, aluminiozko soldadurak prozedura eta trebetasun espezializatuak behar ditu. Bero-distortsioaren kontrola, betegarriaren hautaketa eta soldaduraren kalitatearen ikuskapena funtsezkoak dira egitura-erresistentzia mantentzeko.
5) Kobrea, letoia eta brontzea hodi sistemetarako eta osagai berezietarako
Kobrezko metalak oso erabiliak dira itsasoko uraren korrosioarekiko erresistentzia eta biozikinkeriaren aurkako propietate espezifikoak behar dituzten sistemetan. Kobre purua gutxitan erabiltzen da egituretarako, baina letoia eta brontzea bezalako aleazioak nahiko ohikoak dira itsas osagaietarako.
Aplikazio ohikoenen artean hauek daude:
– Balbulak, osagarriak eta ponpen osagaiak
– Zenbait buxadura eta errodamendu
– Helizea (askotan nikel-aluminio brontzea/NAB erabiliz)
– Bero-trukagailua (diseinuaren eta beharren arabera)
Brontzea, batez ere aleazio batzuk, bikaina dela ezagutzen da itsas helizeetarako, bere erresistentzia, korrosioarekiko erresistentzia eta kabitazioarekiko erresistentzia direla eta. Hala ere, aleazioaren hautaketa funtzionamendu-baldintzetara egokitu behar da, kobrezko aleazio batzuk (batez ere letoia) deszintzifikatu baitaitezke itsasoko uraren eraginpean denbora luzez jartzen badira.
6) Nikela eta bere aleazioak muturreko inguruneetarako
Eskakizun bereziak dituzten ontzietan —hala nola, itsasoz haraindiko prozesu-ontzietan, zenbait produktu kimiko garraiatzailetan edo tenperatura altuko motor-sistemetan—, nikel aleazioak erabil daitezke, hala nola Monel edo Inconel. Aleazio hauek korrosioarekiko erresistentzia bikaina dute (itsasoko uraren aurkakoa barne) eta tenperatura altuko erresistentzian.
Nikel aleazioak kostu handia dutenez, normalean benetan kritiko diren piezetan bakarrik erabiltzen dira, hala nola ponpa osagaietan, hodi sistema batzuetan edo baldintza larriak jasaten dituzten motorraren eta ihes-piezetan.
7) Titanioa balio handiko aplikazio espezializatuetarako
Titanioak erresistentzia-pisu erlazio bikaina eta itsasoko uretan korrosioarekiko erresistentzia apartekoa eskaintzen ditu. Hala ere, material eta fabrikazio kostu altuek mugatzen dute erabilera ontzi komertzial orokorretan. Titanioa ohikoagoa da aplikazio militarretan, itsaspekoetan edo osagai espezializatuetan, hala nola iraunkortasun handiena pisu minimoarekin behar duten sistema batzuetako bero-trukagailuetan.
Ontzietarako metala aukeratzeko faktore garrantzitsuak
Goiko metalen zerrendak ikuspegi orokorra eskaintzen duen arren, itsasontzien materialen aukeraketa ez da soilik "zein metal den indartsuena" kontuan hartzea. Itsas ingeniariek hainbat faktore gako hartzen dituzte kontuan, besteak beste:
1. Korrosioarekiko erresistentzia eta babes estrategiak (estaldura, katodikoa, drainatze diseinua)
2. Uhinen eta bibrazioen ondoriozko indarra, gogortasuna eta nekearekiko erresistentzia
3. Fabrikazio erraztasuna (ebaketa, moldaketa, soldadura, NDT ikuskapena)
4. Bizi-zikloaren kostua (materialaren prezioa + mantentze-lanak + geldialdi-denbora)
5. Sailkapen-arauak eta segurtasun-estandarrak betetzea
6. Metal desberdinen konbinazioetan korrosio galbanikoaren arriskua
Itxiera
Ontzigintzan erabiltzen diren metalak errendimenduaren, korrosioarekiko erresistentziaren, ekoizpen erraztasunaren eta kostuaren arteko konpromiso onenaren arabera hautatzen dira. Karbonozko eta erresistentzia handiko altzairuak dira krosko-egituren material nagusiak, duten erresistentzia eta ekonomia dela eta, eta altzairu herdoilgaitzak, aluminioak, kobrezko aleazioak, nikel aleazioak eta titanioak, berriz, funtzionamendu-eskakizunen araberako funtzio espezializatuak betetzen dituzte. Materialen aukeraketa egokiarekin eta mantentze-lan egokiarekin, ontziek hamarkadetan zehar funtziona dezakete modu seguru eta eraginkorrean, baita itsas ingurune oso oldarkorretan ere.
Nahi baduzu, artikulu hau teknikoagoa izan dadin egokitu dezaket (adibidez, itsasontzien altzairu mota, sailkapen estandarrak edo itsasontzi mota espezifikoetarako materialen hautaketari buruzko kasu azterketak gehituz).
