鋁材應是打造海洋牧場上層建筑主導材料

海洋牧場是一種漂浮在近海水面上的人工養(yǎng)殖海洋生物的平臺。中國建造的海洋牧場“耕海1號”二期工程項目主體平臺已于今年4月10日在山東省煙臺市順利下水，并完成了傾斜試驗。“耕海1號”海洋牧場綜合體平臺位于山東省煙臺市漁人碼頭以東海域，將漁業(yè)養(yǎng)殖、海上旅游、科技研發(fā)等功能相結合于一體，以科技創(chuàng)新提升漁業(yè)養(yǎng)殖效率，實現(xiàn)海洋漁業(yè)轉型升級。據(jù)介紹，“耕海1號”設計好，配備自動投喂、環(huán)境監(jiān)測、船舶防撞等系統(tǒng)及無人船，水下巡檢機器人等技術設備，可實現(xiàn)生產(chǎn)全過程智能化控制。
筆者認為，在建造海洋牧場用的金屬材料中，上層建筑和內(nèi)部結構的75%以上都應用鋁材，因為鋁材的密度小，可以大大降低結構的自身質(zhì)量，同時鋁材對海水及海洋氣氛有很強的抗腐蝕性能，可以說，海洋牧場應是全鋁的。所謂全鋁的，并不是說所有的結構件都是用鋁或鋁合金制造，而是在滿足技術性能要求和確保安全與環(huán)保的前提下，凡是可用鋁或鋁合金制造的工件都應是鋁或是鋁合金的。
鋁合金的腐蝕比純鋁嚴重，但也有少數(shù)例外，鋁及鋁合金在空氣、酸、水中的抗蝕性按遞降次序排列如下：Al、AI-Mn合金、Al-MG合金、Al-Mg-Si合金、Al-Si合金、Al-Zn-Mg合金、Al-Zn-Mg-Cu合金、Al-Cu-Mg合金、Al-Cu合金。在堿性溶液與海水中的遞降排序是：Al-Mg合金、Al、Al-Mn合金、Al-Mg-Si合金、Al-Zn-Mg合金、Al-Si合金、Al-Zn-Cu-Mg合金、Al-Cu-Mg合金、AI-Cu合金。應注意的是，只有當對剝落腐蝕、晶間腐蝕或應力腐蝕開裂敏感性的合金經(jīng)過熱處理，除掉這些敏感性后，上述抗蝕性排列順序才能成立。同時，上述排列只是一個大致的次序，在特殊情況下，可能有某些變動。包鋁材料的抗蝕性比包鋁層的僅稍差一些，例如用純鋁包覆的AI-Cu合金的抗蝕性與AI-Mn合金的相等甚至更好一點。
由以上的介紹可見，Al-Mg系合金即5XXX（5000）系鋁合金是制造海洋裝備很好的金屬材料，因為它們既有高的抗海洋環(huán)境腐蝕的良好特性，又是鋁合金中密度低的材料，對于降低像“耕海1號”海洋牧場綜合體平臺之類產(chǎn)品的自身質(zhì)量減輕很有利。由于AI-Mg系的抗蝕性很高，鋁合金平臺在生命周期（30年）內(nèi)終身不需要維護，而用鋼材制造則每隔三五年就得維護一次，否則就會銹跡斑斑。
在美國鋁業(yè)協(xié)會公司（AA）注冊的105個常用AI-Mg合金中，筆者建議用5182、5454、5083、5086、5052合金好，因為它們有好的綜合性能。制造這類海洋裝備所需的鋁合金目前我國都能批量生產(chǎn)，而且質(zhì)量好，價格合理。     
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