อลูมิเนียมสำหรับงานต่อเรือและงานทะเล

อลูมิเนียมเกรดไหนเหมาะกับงานต่อเรือและงานทะเล

คำตอบสั้นที่สุด: 5083 ใน temper H112, H116 หรือ H321 คือเกรดมาตรฐานของงานต่อเรือและงานทะเลแทบทั้งหมด เพราะทนการกัดกร่อนจากน้ำเค็มได้ดีที่สุดในกลุ่มเกรดที่ใช้งานทั่วไป เชื่อมได้ดีโดยไม่สูญเสียความแข็งแรงมาก และให้ความแข็งแรงระดับปานกลางถึงสูงที่เพียงพอกับโครงลำเรือ ส่วนเกรดแข็งแรงสูงอย่าง 7075 ห้ามนำมาใช้งานทะเลเด็ดขาดเพราะทนน้ำเค็มไม่ได้

บทความนี้เล่าตั้งแต่เหตุผลที่ต้องเป็น 5083 การเลือก temper เทคนิคการเชื่อม และเรื่องกัดกร่อนกระแสรั่วที่ช่างต่อเรือต้องรู้

ทำไม 5083 จึงเป็นเกรดมาตรฐานของงานทะเล

อลูมิเนียม 5083 เป็นอัลลอยด์กลุ่ม 5xxx ที่ใช้แมกนีเซียมประมาณ 4.0–4.9% เป็นธาตุผสมหลัก คุณสมบัติ 3 ข้อนี้ทำให้มันชนะขาดในงานทะเล

1. ทนการกัดกร่อนในน้ำเค็มสูงสุด — อลูมิเนียมทุกเกรดมีฟิล์มออกไซด์ป้องกันตัวเอง แต่ในน้ำเค็มที่มีคลอไรด์เข้มข้น ฟิล์มนี้ถูกทำลายได้ 5083 ทนจุดนี้ได้ดีที่สุดในกลุ่มเกรดโครงสร้าง จึงใช้ทำลำเรือ ถังบรรทุกน้ำมัน และแท่นขุดเจาะทะเลมาหลายสิบปี
2. เชื่อมแล้วยังแข็งแรง — 5083 เป็นเกรดที่ปรับปรุงคุณสมบัติด้วยความร้อนไม่ได้ (Non-heat-treatable) จุดนี้กลายเป็นข้อดีในงานเชื่อม เพราะความร้อนจากการเชื่อมไม่ทำลาย temper เหมือนเกรดกลุ่ม 6xxx ที่บริเวณข้างรอยเชื่อมจะอ่อนลง (Heat Affected Zone) รอยเชื่อมของ 5083 จึงให้ความแข็งแรงคงเหลือสูง
3. ความแข็งแรงเพียงพอกับโครงสร้าง — ความแข็งแรงดึงราว 305 MPa ใน temper H112 ถือว่าสูงสุดในกลุ่ม Non-heat-treatable และเพียงพอกับแผ่นลำเรือและโครงเรือขนาดเล็กถึงกลาง

เปรียบเทียบกับเกรดอื่นที่มักถูกหยิบมาพิจารณาควบ

เลือก temper ให้ถูก: H112 H116 H321 ต่างกันอย่างไร

เลข 5083 เหมือนกันแต่ temper ต่างกัน ให้ผลต่องานทะเลต่างกันชัดเจน

• H112 — temper ทั่วไปที่ได้จากการรีดร้อน ใช้งานโครงสร้างทั่วไปได้ดี แต่ไม่ได้รับการรับรองพิเศษเรื่องการทนการกัดกร่อนแบบลอกเป็นชั้น (Exfoliation)
• H116 — ผ่านกระบวนการควบคุมพิเศษเพื่อให้ทนการกัดกร่อนแบบ Exfoliation ในน้ำเค็ม เป็น temper ที่มาตรฐานการต่อเรือระบุใช้กับแผ่นลำเรือโดยเฉพาะ
• H321 — คล้าย H116 แต่ผ่านการทำงานเย็น (Cold Work) ในระดับที่ควบคุมไว้ ให้ความแข็งแรงสูงกว่าเล็กน้อย พร้อมการรับรองการทน Exfoliation เช่นกัน

ถ้างานของคุณเป็นแผ่นลำเรือหรือส่วนที่แช่น้ำเค็มตลอด ให้ระบุ H116 หรือ H321 ในใบสั่งซื้อและขอ Mill Certificate ที่ระบุ temper ชัดเจนทุกล็อต เรื่องการอ่านเอกสารล็อตวัสดุอธิบายไว้ในบทความ Mill Certificate คืออะไร ทำไมต้องขอทุกครั้ง

การเชื่อมเรืออลูมิเนียม สิ่งที่ต้องทำให้ถูก

การเชื่อมคือหัวใจของการต่อเรืออลูมิเนียม เพราะลำเรือเกือบทั้งลำประกอบด้วยรอยเชื่อม จุดที่ช่างต้องยึดมั่น

• ใช้ลวดเชื่อมให้ตรงคู่เกรด — รอยเชื่อม 5083 นิยมใช้ลวด 5183 หรือ 5356 ซึ่งให้ความแข็งแรงรอยเชื่อมและความทนกัดกร่อนที่เข้ากับเนื้อแม่ อย่าใช้ลวดเชื่อมอลูมิเนียมทั่วไปปนกันมั่ว
• ทำความสะอาดก่อนเชื่อมเสมอ — คราบออกไซด์ น้ำมัน และความชื้นคือต้นเหตุของรูพรุนในห้องเชื่อม ขัดผิวรอยเชื่อมด้วยแปรงสแตนเลสเฉพาะงานอลูมิเนียม และเชื่อมให้เร็วที่สุดหลังทำความสะอาด
• ใช้ก๊าซคุ้มบริสุทธิ์ — อาร์กอนบริสุทธิ์หรือผสมฮีเลียม สำหรับ MIG และ TIG แหล่งก๊าซที่มีความชื้นปนเปื้อนทำให้รอยเชื่อมพรุนทันที
• ห้ามเชื่อมข้ามเกรดโดยไม่วางแผน — การเชื่อม 5083 เข้ากับ 6061 ทำได้ด้วยลวดที่เหมาะ แต่ต้องยอมรับคุณสมบัติรอยเชื่อมตามจุดอ่อนสุดของคู่นั้น และห้ามเชื่อม 7075 เข้ากับอะไรก็ตามในงานโครงสร้าง

กัดกร่อนกระแสรั่ว (Galvanic Corrosion) ศัตรูตัวฉกาจของงานทะเล

ปัญหาใหญ่ที่สุดของเรืออลูมิเนียมมักไม่ใช่ตัวแผ่น แต่เป็น จุดที่อลูมิเนียมสัมผัสโลหะคนละชนิดในน้ำเค็ม เช่น เพลาใบจักรสเตนเลส ราวสแตนเลส หรืออุปกรณ์ทองเหลือง น้ำเค็มทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลระหว่างโลหะสองชนิด และอลูมิเนียมที่เป็นขั้วบวกจะถูกกัดกร่อนเร็วผิดปกติ

วิธีป้องกันที่ใช้ได้จริง

1. แยกโลหะออกจากกัน — ใช้แผ่นรอง พลาสติก หรือปะเก็นฉนวนคั่นระหว่างอลูมิเนียมกับสแตนเลสทุกจุดที่สัมผัสกัน
2. ใช้แผ่นอโนดไถ่ (Sacrificial Anode) — ติดแผ่นสังกะสีหรือแมกนีเซียมไว้บนลำเรือให้มันถูกกัดแทน ตรวจและเปลี่ยนตามรอบ นี่คือมาตรฐานบังคับของเรืออลูมิเนียมทุกลำ
3. เคลือบผิวจุดเสี่ยง — ทาสีหรือเคลือบ epoxy บริเวณใต้แนวน้ำและจุดสัมผัสโลหะอื่น อย่าเผยเนื้อดิบไว้ใต้น้ำ
4. ระวังสารเคมีและปูน — อย่าวางแผ่นอลูมิเนียมทิ้งบนพื้นปูนเปียกหรือให้โดนสารทำความสะอาดที่เป็นด่างจัด ทั้งสองอย่างกัดเนื้อได้เร็ว

สำหรับโครงสร้างติดตั้งที่ริมทะเลหรือบนดาดฟ้า อ่านแนวทางเลือกเกรดงานกลางแจ้งเพิ่มได้ในบทความเปรียบเทียบ อลูมิเนียม 5083 vs 6061 vs 7075

งานทะเลนอกเหนือจากตัวเรือ

นอกจากลำเรือ 5083 ยังถูกใช้ในงานทะเลอีกหลายประเภท

• แท่นและทางเดินบนท่าเทียบเรือ — ทางเดินอลูมิเนียมเบา ติดตั้งง่าย และไม่ต้องทำสีบำรุงรักษาเหมือนเหล็ก
• ถังบรรจุและท่อบนเรือ — ทนน้ำเค็มและเชื่อมประกอบได้ดี
• โครงยึดอุปกรณ์และฐานเครื่องยนต์ — ใช้แผ่นหนา 5083 กัดเป็นฐานที่ทนการสั่นสะเทือนและทนสนิม งานลักษณะนี้สั่ง ตัดตามขนาด เฉพาะส่วนที่ใช้ได้ ไม่ต้องแบกเศษแผ่นหนักกลับอู่

สรุป

• 5083 คือเกรดมาตรฐานงานทะเล ทนน้ำเค็มดีสุด เชื่อมดี และแข็งแรงเพียงพอกับโครงเรือ
• แผ่นลำเรือให้ระบุ temper H116 หรือ H321 พร้อม Mill Certificate ทุกล็อต
• เชื่อมด้วยลวด 5183/5356 ทำความสะอาดก่อนเชื่อม และใช้ก๊าซคุ้มบริสุทธิ์
• ป้องกัน Galvanic Corrosion ด้วยการแยกโลหะ ติด Sacrificial Anode และเคลือบจุดเสี่ยง
• 7075 แข็งแรงสูงแต่ห้ามใช้งานทะเลเด็ดขาด เพราะทนการกัดกร่อนในน้ำเค็มไม่ได้

คำถามที่พบบ่อย

เรืออลูมิเนียมเป็นสนิมไหม?

อลูมิเนียมไม่เกิดสนิมแดงแบบเหล็ก แต่เกิดการกัดกร่อนรูพรุน (Pitting) และคราบออกไซด์สีขาวได้ถ้าใช้เกรดผิดหรือไม่ป้องกัน Galvanic Corrosion เรืออลูมิเนียม 5083 ที่ดูแลถูกต้องมีอายุใช้งานหลายสิบปีโดยลำเรือไม่เสียหาย จุดที่ต้องดูแลจริง ๆ คือจุดสัมผัสโลหะอื่นและอโนดไถ่ที่ต้องเปลี่ยนตามรอบ

ใช้ 6061 ต่อเรือแทน 5083 ได้ไหม?

ใช้กับส่วนประกอบที่ไม่แช่น้ำเค็มตลอดได้ เช่น ซูเปอร์สตรักเจอร์ โครงด้านบน หรือชิ้นส่วนภายใน แต่สำหรับแผ่นลำเรือที่สัมผัสน้ำเค็มตลอดเวลา มาตรฐานการต่อเรือระบุใช้ 5083 ใน temper H116/H321 อีกเรื่องคือรอยเชื่อมของ 6061-T6 จะสูญเสียความแข็งแรงบริเวณ Heat Affected Zone มากกว่า 5083

ทำไม 7075 ห้ามใช้งานทะเล?

7075 ใช้สังกะสีและทองแดงเป็นธาตุผสมหลัก ทำให้ทนการกัดกร่อนในน้ำเค็มได้ต่ำมาก โดยเฉพาะการกัดกร่อนแบบ Stress Corrosion Cracking ที่ร้าวแบบไม่มีสัญญาณเตือน แถมยังไม่แนะนำให้เชื่อม ซึ่งขัดกับวิธีประกอบลำเรือโดยสิ้นเชิง ความแข็งแรงสูงของมันจึงไร้ความหมายในสภาพแวดล้อมทะเล

แผ่น 5083 หนาแค่ไหนสำหรับลำเรือ?

ขึ้นกับขนาดเรือและการคำนวณโครงสร้างของวิศวกรออกแบบ เรือประมงและเรือเร็วขนาดเล็กถึงกลางนิยมใช้แผ่นลำเรือราว 3–6 มม. และแผ่นหนากว่าสำหรับท้องเรือและจุดรับแรง สิ่งที่ต้องทำคือให้วิศวกรต่อเรือคำนวณจากแบบจริง แล้วสั่งแผ่นตามสเปกที่ระบุพร้อม Mill Certificate ทุกล็อต

บทความที่เกี่ยวข้อง

• เปรียบเทียบอลูมิเนียม 5083 vs 6061 vs 7075 เลือกเกรดไหนดี
• Mill Certificate คืออะไร ทำไมต้องขอทุกครั้ง
• อลูมิเนียมในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม

กำลังหาแผ่น 5083 สำหรับงานต่อเรือหรือโครงสร้างริมทะเล ทีม PX Metal จัดหาแผ่นพร้อม Mill Certificate และตัดตามขนาดให้ได้ทันทีที่ LINE @548vojid หรือโทร 090-960-0063 ตอบกลับภายใน 1 ชั่วโมงในเวลาทำการ