Perché la piastra in alluminio 5052 domina la produzione di serbatoi di carburante
La lega di alluminio-magnesio 5052 è diventata la qualità di piastra predefinita per i serbatoi del carburante diesel su camion, autobetoniere e altri veicoli commerciali-per carichi pesanti. Il materiale combina resistenza moderata, eccellente formabilità e forte resistenza al carburante, al sale stradale e alla corrosione atmosferica, pertanto i gusci dei serbatoi possono essere prodotti senza vernice o rivestimento interno. La lega contiene il 2,2–2,8% di magnesio insieme a una piccola aggiunta di cromo e non è trattabile termicamente-: la resistenza viene sviluppata mediante incrudimento seguito da una ricottura stabilizzante.
Poiché la piastra viene fornita come bobina e foglio tagliato-a-lunghezza secondo ASTM B209, EN 485-2 e GB/T 3880.2, un produttore di serbatoi può costruire gusci, deflettori e cappucci terminali da un grado e mantenere coerenti le procedure di saldatura nell'intero assieme.
Composizione chimica della lega 5052
| Elemento | Contenuto (%) |
|---|---|
| Magnesio (Mg) | 2.2–2.8 |
| Cromo (Cr) | 0.15–0.35 |
| Ferro (Fe) | 0,40 massimo |
| Silicio (Si) | 0,25 massimo |
| Rame (Cu) | 0,10 massimo |
| Manganese (Mn) | 0,10 massimo |
| Zinco (Zn) | 0,10 massimo |
| Alluminio | Resto |
Proprietà meccaniche in base allo stato d'animo
| Temperare | Resistenza alla trazione | Limite di snervamento (0,2%) | Allungamento | Utilizzo tipico del serbatoio |
|---|---|---|---|---|
| O | 170–215 MPa | 65 MPa min | 14% minimo | Tappi terminali e deflettori-imbutiti |
| H32 | 210–260MPa | 160 MPa min | 7% minimo | Gusci, deflettori, cinghie di montaggio |
| H34 | 235–285 MPa | 180 MPa min | 5% minimo | Gusci e staffe-più resistenti |
Temper H32 è il cavallo di battaglia per i gusci dei serbatoi del carburante. Offre una resistenza sufficiente affinché una parete di 4–5 mm possa resistere al sovraccarico idraulico senza fessurarsi negli angoli formati, pur mantenendo la duttilità necessaria per la laminazione e la flangiatura.
Selezione dello spessore per gusci, deflettori e cappucci terminali
Scocca (corpo principale):4,0–6,0 mm in H32 o H34, a seconda del volume del serbatoio e del metodo di montaggio
Deflettori interni:3,0–4,0 mm; il controllo dello slosh conta più della rigidità alla flessione qui
Testate e testate:4,0–5,0 mm; può essere necessaria una piastra più spessa quando la testa è bombata anziché piatta
Cinghie e staffe:5,0–6,0 mm nel punto in cui il serbatoio è fissato al telaio
Fori di drenaggio e sfiato del deflettore:punzonato e sbavato, distanza minima 20 mm dalle punte di saldatura
Le larghezze commerciali standard sono 1.000–1.500 mm e le lunghezze standard 2.000–4.000 mm. Le tolleranze di spessore seguono l'intervallo normale di ASTM B209 per lamiere e piastre, che è più ristretto per un dato spessore nominale rispetto alle tolleranze della piastra del modello-utilizzate sulla piastra del pavimento.
Risparmio di peso, resistenza alla corrosione e durata
L'alluminio ha una densità di circa 2,68 g/cm³ contro 7,85 g/cm³ dell'acciaio al carbonio. Poiché l'alluminio ha un modulo elastico inferiore (circa 70 GPa contro 200 GPa), lo spessore della parete deve essere aumentato per ottenere una rigidità equivalente, quindi un vero e proprio serbatoio pesa tipicamente il 45-60% in meno della sua controparte in acciaio anziché il rapporto di densità totale. Su un camion a lungo-raggio il peso recuperato finisce direttamente nel carico utile.
5052 non arrugginisce. La sua superficie ricca di magnesio- forma una pellicola passiva di ossido che resiste al diesel, alle miscele di biodiesel e ai sali antighiaccio-, motivo per cui i serbatoi in alluminio non verniciato rimangono puliti per anni. Si applicano due limiti pratici: i detergenti fortemente alcalini attaccano la pellicola di ossido e la lega non deve essere utilizzata per un servizio prolungato al di sopra dei 65 gradi circa.
Il riciclo a fine--vita è un altro vantaggio. I rottami di alluminio mantengono il loro valore e vengono riciclati senza perdita di proprietà, e un'elevata percentuale del metallo utilizzato in un serbatoio rottamato rientra-nel flusso di fusione.
Pratica di fabbricazione e saldatura
Il 5052 si salda facilmente mediante MIG o TIG utilizzando il riempitivo 5356 per la massima resistenza del giunto o il riempitivo 4043 dove sono richieste una tolleranza alle crepe e una corrispondenza del colore leggermente migliori dopo l'anodizzazione. Non è richiesto alcun trattamento termico post-saldatura; la zona-influenzata dal calore si ammorbidisce leggermente ma soddisfa comunque le proprietà minime H32 negli spessori normali del guscio. Pratiche consigliate:
Pulire il giunto con una spazzola inox e sgrassare immediatamente prima della saldatura; l'ossido di alluminio si scioglie molto al di sopra del metallo stesso
Utilizzare un raggio di curvatura minimo di circa 1,5 volte lo spessore per H32 a temperatura ambiente e 2,0 volte per H34
Progettare deflettori con perimetro saldato o interblocco meccanico per evitare la concentrazione delle sollecitazioni in caso di carichi impulsivi
Sbavare tutti i bordi tranciati; gli spigoli vivi sono il punto di partenza abituale delle fessurazioni per fatica in servizio
Domande frequenti
D: Perché il 5052 è preferibile al 3003 per il serbatoio del carburante?
5052 contiene magnesio e cromo, che ne aumentano la resistenza alla trazione e alla fatica ben al di sopra del 3003 mantenendo una resistenza alla corrosione simile. 3003 è ancora utilizzato per coperture a basso-stress, ma non per un guscio che trasporta carichi di liquidi.
D: È possibile riparare un serbatoio del carburante in alluminio sul campo?
SÌ. La saldatura MIG o TIG con materiale d'apporto 5356 è il percorso di riparazione standard. Scaricare e spurgare il serbatoio, rimuovere i vapori residui di carburante e tagliare il materiale incrinato anziché saldarlo sopra.
D: Il 5052 è adatto per biodiesel e carburanti miscelati?
La lega resiste al diesel e alle tipiche miscele di biodiesel come il B20. Evitare di conservare carburante altamente acido o contaminato dall'acqua-per lunghi periodi e non utilizzare mai soluzioni detergenti caustiche all'interno del serbatoio.
D: Quale spessore viene utilizzato per un serbatoio per camion da 300 litri?
Una costruzione tipica utilizza un guscio H32 da 4,0–5,0 mm, fondi bombati da 4,0 mm e deflettori interni da 3,0 mm. I carri armati più grandi e i veicoli fuoristrada-solitamente utilizzano proiettili da 5,0–6,0 mm.
D: Il serbatoio necessita di verniciatura o anodizzazione?
Non è richiesto alcun rivestimento. La finitura in laminazione è standard e auto-protettiva. L'anodizzazione o il rivestimento a polvere vengono scelti per l'aspetto o l'identificazione della flotta, non per le prestazioni di corrosione.
D: Quanto peso fa effettivamente risparmiare un serbatoio in alluminio?
Per una rigidità equivalente, prevedere una riduzione del 45–60% rispetto a un serbatoio in acciaio verniciato della stessa capacità. Il guadagno dipende principalmente dal fatto che il design sia basato sulla rigidità-o sulla resistenza-.
