Anwendung hochwertiger Aluminiumlegierungen im Schiffsbau

Aluminiumlegierungen im Einsatz auf Offshore-Hubschrauberplattformen

Aufgrund seiner hohen Festigkeit wird Stahl häufig als Hauptkonstruktionsmaterial für Offshore-Ölbohrplattformen verwendet. Wenn es der Meeresumwelt ausgesetzt wird, ist es jedoch mit Problemen wie Korrosion und einer relativ kurzen Lebensdauer konfrontiert. In der Infrastruktur für die Erschließung von Offshore-Öl- und -Gasressourcen spielen Hubschrauberlandedecks eine entscheidende Rolle bei der Erleichterung des Starts und der Landung von Hubschraubern und dienen als wichtige Verbindung zum Festland. Aus Aluminium gefertigte Hubschrauberdeckmodule werden häufig eingesetzt, da sie leicht sind, eine hervorragende Festigkeit und Steifigkeit aufweisen und die erforderlichen Leistungsanforderungen erfüllen.

Hubschrauberplattformen aus Aluminiumlegierung bestehen aus einem Rahmen und einem Deck aus zusammengesetzten Aluminiumlegierungsprofilen mit einer Querschnittsform ähnlich dem Buchstaben „H“ und gerippten Plattenhohlräumen zwischen der oberen und unteren Deckplatte. Durch die Nutzung der Prinzipien der Mechanik und der Biegefestigkeit von Aluminiumlegierungsprofilen erfüllt die Plattform die Leistungsanforderungen und reduziert gleichzeitig ihr Eigengewicht. Darüber hinaus sind Hubschrauberplattformen aus Aluminiumlegierung im Meeresumfeld leicht zu warten, weisen eine gute Korrosionsbeständigkeit auf und erfordern dank ihrer zusammengebauten Profilkonstruktion kein Schweißen. Durch den Verzicht auf Schweißarbeiten entfällt die mit dem Schweißen verbundene Wärmeeinflusszone, was die Lebensdauer der Plattform verlängert und Ausfälle verhindert.

Anwendung von Aluminiumlegierungen in LNG-Frachtschiffen (Liquefied Natural Gas).

Da die Offshore-Öl- und Gasressourcen immer weiter erschlossen werden, liegen viele wichtige Erdgasversorgungs- und -nachfrageregionen weit voneinander entfernt und sind oft durch riesige Ozeane getrennt. Daher erfolgt der Transport von Flüssigerdgas in erster Linie über Seeschiffe. Die Konstruktion von LNG-Schiffslagertanks erfordert ein Metall mit hervorragender Leistung bei niedrigen Temperaturen sowie ausreichender Festigkeit und Zähigkeit. Aluminiumlegierungsmaterialien weisen bei niedrigen Temperaturen im Vergleich zur Raumtemperatur eine höhere Festigkeit auf und sind aufgrund ihres geringen Gewichts ideal für den Einsatz in Meeresatmosphären geeignet, wo sie korrosionsbeständig sind.

Bei der Herstellung von LNG-Schiffen und LNG-Lagertanks wird die Aluminiumlegierung 5083 häufig verwendet, insbesondere in Japan, einem der größten Importeure von Flüssigerdgas. Japan hat seit den 1950er und 1960er Jahren eine Reihe von LNG-Tanks und Transportschiffen gebaut, deren Hauptkörperstrukturen vollständig aus der Aluminiumlegierung 5083 bestehen. Die meisten Aluminiumlegierungen sind aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer Korrosionsbeständigkeit zu wichtigen Materialien für die oberen Strukturen dieser Tanks geworden. Derzeit können nur wenige Unternehmen weltweit Niedertemperatur-Aluminiummaterialien für LNG-Transportschiff-Lagertanks herstellen. Die japanische 5083-Aluminiumlegierung mit einer Dicke von 160 mm weist eine hervorragende Tieftemperaturzähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit auf.

Anwendung von Aluminiumlegierungen in Werftausrüstung

Werftausrüstung wie Gangways, schwimmende Brücken und Laufstege werden durch Schweißen aus 6005A- oder 6060-Aluminiumlegierungsprofilen hergestellt. Schwimmdocks bestehen aus geschweißten 5754-Aluminiumlegierungsplatten und erfordern aufgrund ihrer wasserdichten Konstruktion weder Lackierung noch chemische Behandlung.

Bohrrohre aus Aluminiumlegierung

Bohrrohre aus Aluminiumlegierungen werden aufgrund ihrer geringen Dichte, ihres geringen Gewichts, ihres hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses, ihres geringen erforderlichen Drehmoments, ihrer hohen Schlagfestigkeit, ihrer guten Korrosionsbeständigkeit und ihres geringen Reibungswiderstands an Bohrlochwänden bevorzugt. Wenn die Leistungsfähigkeit der Bohrmaschine dies zulässt, können durch den Einsatz von Bohrrohren aus Aluminiumlegierung Bohrlochtiefen erreicht werden, die mit Bohrrohren aus Stahl nicht möglich sind. Bohrgestänge aus Aluminiumlegierungen werden seit den 1960er Jahren erfolgreich in der Erdölexploration eingesetzt, wobei sie in großem Umfang in der ehemaligen Sowjetunion eingesetzt wurden, wo sie Tiefen von 70 % bis 75 % der Gesamttiefe erreichten. Durch die Kombination der Vorteile von Hochleistungsaluminiumlegierungen und der Beständigkeit gegen Meerwasserkorrosion bieten Bohrgestänge aus Aluminiumlegierungen bedeutende potenzielle Anwendungen in der Schiffstechnik auf Offshore-Bohrplattformen.

Herausgegeben von May Jiang von MAT Aluminium