Алюминиевые обечайки АД31 — технические характеристики и применение
Алюминиевые обечайки АД31 — это цилиндрические элементы корпусных конструкций, изготовленные из деформируемого алюминиевого сплава системы Al–Mg–Si. Сплав АД31 относится к термически упрочняемым материалам средней прочности, что определяет его применение в узлах, не несущих экстремальных механических нагрузок, но требующих высокой коррозионной стойкости и технологичности при сварке.
Обечайки из АД31 производятся методом вальцовки листового проката с последующей сваркой продольного шва (аргонодуговая сварка неплавящимся электродом) либо формированием бесшовного кольца. После формовки изделия подвергаются правке и, при необходимости, термической обработке для снятия остаточных напряжений. Механические свойства АД31 в состоянии Т1 (закалка и естественное старение) обеспечивают предел прочности 150–220 МПа при относительном удлинении не менее 12%, что достаточно для работы в составе обечаек диаметром от 200 до 3000 мм при толщине стенки 2–20 мм.
Ключевые особенности сплава АД31 в обечайках
В отличие от обечаек из технического алюминия АД0 или высокопрочных сплавов типа АМг5, АД31 занимает промежуточное положение по прочности, но выигрывает по способности к анодированию и формированию качественного сварного соединения без склонности к горячим трещинам. Характеристики материала:
- Предел текучести — 110–170 МПа в зависимости от состояния поставки (Т1, Т5, Т6);
- Твердость по Бринеллю — 45–60 HB;
- Коррозионная стойкость — высокая в атмосферных условиях и пресной воде, умеренная в морской среде;
- Свариваемость — хорошая при использовании присадочной проволоки СвАК5 или АД31;
- Плотность — 2,71 г/см, что снижает массу корпусных конструкций на 30–40% относительно стали.
Обечайки из АД31 поставляются с допуском на диаметр по H7–H9, овальность не более 1% от номинального диаметра, отклонение от прямолинейности образующей — до 1,5 мм на метр длины. Торцы обрабатываются под сварку с фаской 30 при толщине стенки свыше 5 мм.
Применение обечаек из АД31
Цилиндрические корпуса из АД31 востребованы в отраслях, где сочетание малого веса, коррозионной стойкости и умеренной стоимости важнее максимальной несущей способности. Основные направления использования:
- Воздуховоды и элементы систем вентиляции промышленных зданий, включая фасонные части переходов;
- Корпуса фильтровального оборудования для очистки жидкостей и газов в пищевой и химической промышленности;
- Обечайки резервуаров для хранения питьевой воды и пищевых сред при температуре до 60 C;
- Элементы корпусов электротехнических шкафов и распределительных устройств наружной установки;
- Цилиндрические кожухи теплообменных аппаратов с рабочим давлением до 0,6 МПа;
- Декоративные и конструктивные элементы архитектурных сооружений, подвергающиеся анодированию.
Для оборудования, работающего под внутренним давлением свыше 1,0 МПа или при температуре ниже –40 C, обечайки из АД31 не применяются — в таких условиях требуется сплав АМг5 или АМг6 с более высокими характеристиками пластичности при криогенных температурах.
Типовые размеры и допуски
| Диаметр, мм | Толщина стенки, мм | Длина, мм | Овальность, мм | Состояние поставки |
|---|---|---|---|---|
| 200–500 | 2–6 | 500–3000 | 3 | Т1, Т5 |
| 500–1200 | 4–12 | 1000–6000 | 5 | Т1, Т6 |
| 1200–3000 | 8–20 | 1500–8000 | 10 | Т6 |
При заказе обечаек из АД31 для сварных корпусов необходимо указывать метод соединения: продольный шов с полным проваром или спирально-шовная конструкция. Для бесшовных обечаек, получаемых раскаткой кольцевой заготовки, максимальный диаметр ограничен 1500 мм при толщине до 10 мм.
Вопросы и ответы
Чем обечайки из АД31 отличаются от обечаек из АМг5?
АД31 имеет более низкую прочность (150–220 МПа против 280–350 МПа у АМг5), но лучшую способность к анодированию и меньшую стоимость. АМг5 применяется для криогенных температур и морской среды, АД31 — для атмосферных условий и пищевых сред.
Какая сварка используется для обечаек АД31?
Применяется аргонодуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом с присадкой СвАК5. Требуется зачистка кромок от оксидной пленки и подогрев при толщине свыше 12 мм для предотвращения горячих трещин.
Можно ли использовать обечайки АД31 для вакуумных камер?
При остаточном давлении до 10 мм рт. ст. — да, при условии расчета на устойчивость от наружного давления. Для высокого вакуума (10 мм рт. ст.) требуется сплав АМг6 с меньшим газовыделением.
Какой допуск на диаметр обеспечивается при вальцовке?
Стандартный допуск — H9 для диаметров до 1000 мм и H10 для больших размеров. При необходимости механической обработки торцов и внутренней поверхности достигается H7.
