Aluminium - et konstruksjonsmateriale for fremtiden?
Hvordan kan aluminium brukes i skipsbygging for å redusere vekt og energiforbruk? Last ned presentasjoner.
Er aluminium et materiale egnet for maritim industri? Ja, skal vi tro Hydro og forskere fra NTNU Aluminium Product Innovation Center (Napic). 13. februar samlet GCE Blue Maritime 40 deltakere til Tech Focus seminar sammen med Hydro og NTNU. Temaet for dagen var aluminium og lettvektsmaterialer i offshore og maritim industri.
Aluminium er et allsidig materiale med flere gunstige egenskaper, mest kjent er kanskje vekten. Aluminium har bare 1/3 av tettheten til stål, det legger til rette for lettere design. Men det nytter for eksempel ikke å bare erstatte stål med aluminium, man må ta hensyn til materialets egenskaper.
«Ikke kopier ståldesignet, start på nytt!» - Magnus Langseth, NTNU
For å utnytte aluminiumets egenskaper må man ta høyde for dette helt i fra starten av designprosessen. Hvis man øker tykkelsen på en I-bjelke i aluminium for å oppnå samme styrke som en stålbjelke, vil man få en marginal gevinst i vekt. Hvis man derimot øker høyden på aluminiumsbjelken, ikke den uniforme tykkelsen, vil man få en dramatisk reduksjon i vekt ved samme styrke.
Styrke/stivhet/vekt-egenskaper kan tilpasses gjennom design av ekstruderte aluminiumsprofiler. Disse profilene kan være et velrettet tiltak for vektreduksjon av konstruksjoner.
Gode korrosjonsegenskaper
Aluminium har et naturlig oksidbelegg som beskytter mot korrosjon. Belegget på ren aluminium er bare 2-3nm tykt i ved romtemperatur, men gir god korrosjonsbeskyttelse. Om belegget skulle bli punktert vil det dannes et nytt. Varmebehandling kan gi aluminium et beskyttende oksidbelegg på opp i 20nm.
Et eksempel på korrosjonsegenskapene til aluminium i et marint miljø er en målebøye i ubehandlet aluminium satt ut i Nordsjøen i 1978. En inspeksjon av bøyen i 2010 viste ingen nevneverdig reduksjon i veggtykkelse, ingen sprekkdannelser i materialet eller i sveiste sammenføyninger.
Korrosjonsegenskapene kan forsterkes ved hjelp av overflatebehandling og offeranoder.
«En gang tidlig på 2000-tallet glemte vi å isolere rustfrie skruer fra aluminium, og det var det problemene startet.» -Roy Johnsen, NTNU
Kombinasjon av ulike metaller, som f.eks. rustfritt stål, i direkte kontakt med aluminium kan føre til unødvendig korrosjon. Det er derfor viktig å isolere metallene fra hverandre, f.eks. ved hjelp av pakninger og isolerende skiver.
Miljøprofil
Aluminium har mange gode egenskaper, en av dem er dets egnethet for resirkulering. Metallet kan brukes om og om igjen uten reduksjon av egenskaper.
«Ca. 50% av Hydros Extrusions produksjon er basert på resirkulert aluminium.» -Thomas Svendsen, Hydro
Resirkulering av aluminium er et viktig miljøtiltak, det reduserer det opprinnelige energiforbruket for produksjon med 95%. Innsparingen i energi gjør resirkulering lønnsomt og hele 75% av all aluminium produsert er fortsatt i omløp. Biler laget med aluminiumkarosseri har redusert drivstofforbruk og mindre utslipp, dette kan også overføres til maritim industri.