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海洋工学におけるアルミニウム合金の応用と開発

-洋上ヘリコプタープラットフォームの応用

海洋石油掘削プラットフォームは、海洋環境に長期間さらされるため、主な構造材料として鋼材を使用しています。鋼材は高い強度を持っていますが、腐食や短い耐用年数などの一連の問題に直面していました。ヘリデッキは、海洋石油およびガス資源開発のインフラストラクチャの非常に重要な部分です。ヘリコプターの離着陸に使用され、地上との連絡を維持するための重要なリンクです。体積が大きいため、重量、構造的剛性、その他の側面の要件も満たさなければなりません。アルミニウム製ヘリコプターデッキモジュールは、軽量、優れた強度、剛性により広く使用されています。

アルミニウム合金製のヘリコプタプラットフォームは、底部フレームと、アルミニウム合金の異形材を接合して作られた底部フレームに固定されたデッキブロックとで構成されている。プロファイルの断面は「工」の字に似ており、上下の底板の間に補強板のキャビティが配置されています。アルミニウム合金プロファイルの機械原理と曲げ強度を利用して、性能要件を満たし、自重を軽減します。さらに、海洋環境では、アルミニウム合金のヘリコプタープラットフォームはメンテナンスが容易で、耐食性に優れています。プロファイルスプライシングモードを採用し、溶接を回避し、溶接熱の影響を受ける領域がないため、耐用年数を延ばし、故障を回避できます。

-LNG(液化天然ガス)貨物船への適用

海洋石油およびガス資源の継続的な開発により、世界の主要な天然ガス供給地域と需要地域は互いに遠く離れており、多くの場合海によって隔てられています。したがって、現在、液化天然ガスの輸送は海運が主流となっている。LNG船の貯蔵タンクの設計では、優れた低温性能と一定の強度と靭性を備えた金属が必要です。アルミニウム合金材料は、室温よりも低温での強度が高く、軽量で海洋雰囲気下での耐食性にも優れているため、低温での使用に最適な材料です。

5083 アルミニウム合金は、LNG 船や LNG 貯蔵タンクの製造にも広く使用されています。特に、最大のLNG輸入国である日本は、1950年代から1960年代にかけて一連のLNG貯蔵タンクや輸送船を建造しており、その中には主壁構造をオール5083アルミニウム合金としたLNG貯蔵タンクもあります。ほとんどのアルミニウム合金は、軽量で耐食性があるため、タンクトップ構造にとって重要な材料です。現在、LNG船の貯蔵タンク用低温アルミニウム材を生産できる企業は世界でも数社しかありません。日本が開発した5083アルミニウム合金160mm極厚板は低温靱性と耐疲労性に優れています。

-海上埠頭での応用

タラップ、浮き橋、通路などの海洋ドック設備は6005Aまたは6060アルミニウム合金の溶接で作られ、浮きドックは5754アルミニウム合金の溶接された防水タンク本体で作られており、構造物や浮きドックは塗装や化学処理の必要がありません。

-アルミニウム合金ドリルパイプ

アルミニウム合金ドリルパイプは、低密度、軽量、高比強度、必要な回転トルクが小さく、強い耐衝撃性、良好な耐食性、および穴壁間の摩擦抵抗が小さいという特性を備えています。一定の掘削能力の場合、アルミニウム合金ドリルパイプの適用は、鋼製ドリルパイプでは達成できない井戸の深さに到達することができます。現在、アルミニウム合金ドリルパイプは石油探査に使用され成功しています。1960 年代以来、アルミニウム合金ドリルパイプはソ連で広く使用されてきました。ソビエト連邦では、アルミニウム合金ドリルパイプが全映像の 70% ～ 75% の掘削に使用されています。海洋掘削プラットフォームでは、アルミニウム合金の耐食性の利点と組み合わせて、高性能アルミニウム合金ドリルパイプは海洋エンジニアリングにおいて大きな応用の見通しを持っています。