Guia 5 Materiales de Construccion Naval

8/18/2019 Guia 5 Materiales de Construccion Naval

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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICADE LA FUERZA ARMADA NACIONAL - UNEFA

NÚCLEO SUCRE – SEDE CUMANAESPECIALIDAD: INGENIERÍA ASIGNATURA: INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS NAVALES - NAV-30113

AUTOR: PROF.: ING. JESÚS E. SULBARAN M.

GUÍA No. 05: MATERIALES UTILIZADOS EN LA CONSTRUCCION NAVAL

5.1.- GENERALIDADES:

La Construcción Naval esta sujeta al uso de múltiples materiales tal como una construcción civil, pero prevalece eluso de metales tales como Acero y Aluminio, sin embargo se han construido estructuras navales flotantes deconcreto armado por ejemplo.

Materiales como la madera, acero, aluminio, cemento, hierro, aleaciones ligeras tales como el poli carbonato,plástico reforzado, pvc, fibra de vidrio, entre otros, son usados solos o en combinación en la Industria Naval; lamadera por consideraciones históricas, los aceros por su flexibilidad y resistencia, y aluminio y aleaciones ligeraspor su peso, relativa economía y estabilidad.

Brevemente trataremos lo mas resaltante de estos materiales y nos enfocaremos específicamente en el acero y elaluminio naval.

5.2.- MADERA:

Con este material se realizan construcciones navales sin cálculos precisos por la inexactitud del coeficiente deelasticidad y su resistencia y modulo de rotura.

Su calidad depende de la clase de árbol y de la naturaleza del terreno, sus cualidades dependen de su dureza,elasticidad y uniformidad.

Se hace difícil calcular su coeficiente de elasticidad y su resistencia ya que su mezcla mineral vegetal cambiaconstantemente, de allí sus defectos tales como grietas, podredumbre, fibras no uniformes, nudos, entre otrosfactores que causan muchos desperdicios.

Encontramos que la madera contiene sabia, sustancia rica en elementos orgánicos, que pudre la madera cuando el

árbol es cortado en plena actividad vital, por lo que se origina la presencia de hongos y bacterias. Para evitar estohay que someter la madera a mineralización que generalmente se hace con agua de mar, brea o una cámara sinhumedad. También es recomendable cortar el árbol en la paralización de su actividad vital.

Los principales tipos de madera utilizado mas que todo en la construcción de buques artesanales o primitivosdedicado mas que toso a la actividad pesquera son: Pino, Saqui Saqui, Aurora, Saman, Roble, Cedro, Guayacan,Haya y Teca.

5.3.- ACEROS:

Formados por aleaciones de Hierro mas Carbono en hornos a través del proceso Martins Simens. Es el materialmas convencional utilizado en la construcción naval para embarcaciones mercantes y de guerra.

Podemos encontrar:

• Aceros Laminados: constituidos por planchas o laminas de diversos espesores y dimensionesnormalizadas, obtenidas en trenes de laminación. Se usan en forro exterior, estructuras, etc.

• Aceros Forjados: formados por golpes a tochos de acero dulce a altas temperaturas, es altamenteresistente y tenaz, es utilizado en rodas, quillas, codastes, soportes, etc.

• Acero Fundido: on este se realizan piezas a través de moldes de arenas especiales por moldeo, paraluego ser sometidas a maquinado y tratamientos térmicos por encima de 900 grados centígrados. Su usoen anclas, bitas de amarre, talones, timones, codastes, escobenes, guía cabos es común.

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AUTOR: PROF.: ING. JESÚS E. SULBARAN M. AV-30113


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ensayo; e: espesor.

Nota.- En planchas con anchos mayores a 600 mm , el requerimiento de alargamiento puede reducirse dos puntosporcentuales, ver ASTM A36, ASTM A572 y ASTM A131.

Características Dimensionales y de Forma Dimensiones Nominales (mm)

Nota.- Se fabrican otras dimensiones previa consulta

Tolerancia en el espesor (mm)

Tolerancia en el Ancho y Longitud (mm)Para espesores menores a 50 mm: + 13 -0Para espesor igual a 50 mm: + 16 -0Variaciones permisibles en planicidad y camber, de acuerdo a ASTM A 6-02

Forma de suministro Cada plancha lleva su identificación respectiva con pintura o crayon, donde se indica espesor, calidad y número de colada.Las planchas navales certificadas por Lloyd´s Register of Shipping son marcadas además con el sello de Lloyd´s Register.

PLANCHAS GRUESAS NAVALES

Son aceros de media y alta resistencia, divididos en tres grupos de limite de fluencia, grados A, A32 y A36, donde el limite de fluenciamínimo garantizado es de 235MPa hasta 355MPa, y 4 grupos para exigencia de tenacidad, grados A, B, D y E, conforme establecidopara cada grado o calidad para las diferentes clasificadoras. Presentan buena tenacidad y soldabilidad. Son aplicados en navíos demedio y grande porte y en plataformas marítimas de extracción de petróleo, especialmente las semi-sumergibles. Los aceros navalesson especificados principalmente por las entidades clasificadoras para construcción naval. Las principales clasificadoras navalesatendidas son: BV - Bureau Veritas, ABS - American Bureau of Shipping, NKK - Nippon Kaiji Kyokai, KRS - Korean Register, LR -Lloyd's Register, GL - Germanicher Lloyd e DNV - Det Norske Veritas.


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Classe(LE)

GradosTípicos

Similares Uso

Min 235MPa

NV - A/B/D/E(6 a 50 mm)

BV - A/B/D/EGL - A/B/D/ELR - A/B/D/EABS - A/B/E/DASTM - A/B/D/ENK - KA/KB/KD/KEKR- A/B/D/E

Partes estructurales donde la exigencia de tracción no es severa. Atiendelas solicitaciones de tenacidad hasta –40°C para navegación en regionesfrías, o en temperaturas mas bajas mediante consulta y autorización de laclasificadora.

Min 315MPa

NV A-32 / D-32 / E-32 (6 a50mm)

LR- AH-32 / DH-32 / EH-32ASTM A131 AH32 / DH-32

/ EH32BV AH-32 / DH-32 / EH-32ABS AH-32 / DH-32 / EH-32

GL A-32 / D-32 / E-32NK KA-32 / KD-32 / KE-32KR A-32 / D-32 / E-32

Partes estruturais com exigência média de resistência, podendo oferecerganho em peso. Atende a solicitações de tenacidade até –40°C paranavegação em regiões frias, ou em temperaturas mais baixas medianteconsulta e autorização da classificadora.

Min 355MPa

NV A-36 / D-36 / E-36 (6 a50mm)

LR- AH-36 / EH-36 /DH36ASTM A131 AH36 / DH-36

/ EH36ABS AH-36 / DH-36 / EH-36BV AH-36 / DH-36 / EH-36GL A-36 / D-36 / E-36NK KA-36 / KD-36 / KE-36KR A-36 / D-36 / E-36

Partes estructurales donde la economía en peso es importante. Atiende asolicitaciones de tenacidad hasta –40°C para navegación en regiones frías,o en temperaturas mas bajas mediante consulta y autorización de laclasificadora.

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caliente según las reglas de las siguientes sociedades clasificadoras: American Bureau of Shipping, Lloyd's Register, GermanischerLloyd, Det Norske Veritas y Bureau Veritas.

Los grados A y B de la norma ASTM A131 pueden también, ser suministrados.

Composición Química - Valores garantizados

Grado % Cmáx.

% Mnmín.

% Simáx.

Pmáx.

Smáx.

C+Mn/6máx.

A 0,21 2,5%C ≤ 0,50 0,040 0,040 ≤ 0,40

Propriedades Mecánicas - Valores garantizados

Grado L.E

(MPa) L.R

(MPa) Along. Mín (%)

BM=5,65 So mm

A ≥ 235 400 a 490 ≥ 22%

So = áreade la

sección

transversaldel CPmm2

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15,0 40 70 90 100

20,0 100 120 130 140

25,0 70 90 120 140 150 160

30,0 50 90 110 140 160 165 175

37,5 50 90 110 130 160 175 180 185

50,0 50 75 100 115 125 140 170 190 200 200

(a)CE (equivalente del carbón) = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15.(b)

Los valores intermedios de CE y/o del grueso pueden ser interpolados.

Condiciones del uso de la tabla (de acuerdo con la norma BS5135:1984)

1) Aporte de calor (AC) igual a 1,4kJ/mm.

donde: V = tensión de soldadura en voltios

A = corriente de soldadura en amperios

v = velocidad de soldadura en mm/min.

(2) Teor de hidrógeno difusíble entre 5 y 10 ml/100g de metal depositado - faja típica de procesos de soldadura a arco con electrodoscon revestimiento básico, recién retirados del embalaje o sometidos a tratamiento de resecado, de soldadura a arco sumergido con

flujos secos y de soldadura con alambre tubular. Procesos de soldadura con protección gaseosa proporcionan teores de hidrógenodifusible inferiores a 5ml/100g de metal depositado.

Cuidados con los consumibles

Electrodos Revestidos y Flujos para Arco Sumergido

Almacenamiento Resecado Mantenimiento

En los embalajes originales, novioladas, a una temperatura mínimade 18°C y humedad relativa del airemáxima de 50%.

Debe ser hecha en el caso de daños del embalajeo de exposición de los consumibles al ambientepor tiempo prolongado. Emplear los siguientesprocedimientos (o conforme recomendación delfabricante):

Electrodos revestidos: 350°C por 2 horas

Flujos: 250°C por 2 horas.

OBS: electrodos con revestimiento celulósico nodeben ser resecados.

Después de la apertura del embalaje,mantener los consumibles en estufacalentada entre 100 y 120°C.

Para utilización en canteros, los electrodosrevestidos deben ser colocados en estufasportátiles individuales y retiradossolamente en el momento del su

utilización.

Alambres para Arco Sumergido,MIG/MAG y Alambre Tubular

Los alambres deben ser almacenados en local seco y protegidos de contaminaciones como polvo, aceite y grasa.

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5.4.- ALUMINIO:

Constituye una aleación ligera cuando se mezcla con magnesio, silicio y manganeso para mejorar sus condicionesmecánicas, es frágil en caliente y posee alta conductividad térmica, con un alto coeficiente de dilatación y secontrae al solidificar.

Es un material con alta resistencia a la corrosión, de fácil trabajo y de excelente resistencia estructural. Losprocedimientos de corte y soldadura son muy distintos al acero.

El uso del Aluminio Naval está muy extendido en los países más desarrollados de la náutica deportiva y profesionalen embarcaciones de pasajeros de alta velocidad. En los últimos años, el crecimiento está aumentandoconsiderablemente puesto que las ventajas del aluminio cada día son más aceptadas y conocidas por elconsumidor. Además, hoy en día las aleaciones de aluminio son totalmente resistentes a los fenómenoscorrosivos.

En Australia, EEUU, Canadá, Holanda, Francia, Países Nórdicos, y un largo etcétera, existen innumerablesastilleros que apuestan por la calidad del material y por la garantía de ejecución de la soldadura. Todos losastilleros coinciden en destacar las mismas propiedades.

Se puede enumerar un listado de astilleros que llevan años fabricando embarcaciones en Aluminio Naval. Estoviene a ser una muestra de la fiabilidad del aluminio para uso naval, y que debe servir a los armadores paraconfiar plenamente en las ventajas de un material que está comprobado que es más resistente, másduradero y con menor mantenimiento.

Para tener una idea más completa de lo extendido que está el uso del aluminio, basta con entrar en un buscador eintroducir las claves "aluminium boats", "welded aluminium boats", o cualquier otra cadena de búsqueda similar.

Las aleaciones de aluminio naval tanto como para planchas como para perfiles o extrusiones estructurales son las5052, 5083, 5086, 6061.

Se anexa un catalogo de productos de Aluminio Naval para su revisión y análisis.

5.5.- PLASTICO Y FIBRA DE VIDRIO:

Son buenos aislantes térmicos y eléctricos, no se pudren ni se corroen, son resistentes al calor (la fibra) y a lahumedad, son muy livianos y fáciles de trabajar.

Por lo general se utilizan en embarcaciones de recreo y placer, son relativamente costosos para su uso en grandesembarcaciones en construcciones asi como sus reparaciones.

5.6.- OTROS MATERIALES:

Materiales como el Concreto Armado compuesto por arena, cemento, piedra picada, acero de refuerzo en barrasestriadas y aditivos plastificantes, inhibidores de corrosión y mejoradores de dureza como la fibra de polipropileno yel polvo sílice, pueden ser usado para construir estructuras navales flotantes. Su uso es poco convencional, por logeneral se utilizan para obras civiles en donde se requieren de estructuras flotantes para u movilización y posteriorhundimiento como parte integrante de puentes, diques, exclusas, etc. El concreto muchas veces es utilizado

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dentro de los cascos de acero para reforzar estructuras de fondo en los piques de proa o popa, y otras veces comoun lastre inamovible para ocultar errores de estabilidad.

Existen materiales en plena Investigación y Desarrollo, tales como poli carbonatos, plásticos reforzados, etc. Cuyouso por lo liviano y resistente serán considerados en los próximos tiempos.

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Catálogo de construcción naval. ALU-STOCK,S.A.

Además de las chapas y planchas de AlMg (AlMg3 EN AW 5754-H111/H12/H22 y 5083-H111) representadas en otroapartado de esta web, podemos ofrecer las aleaciones con el estado específico para la construcción de todo tipo de barcosde aluminio.

Según la cantidad, se puede suministrar en otros anchos y largos diferentes.

Bajo pedido podemos suministrar estas chapas bajo la certificación de inspección:

VITORIA: Tel.945-290097 BARCELONA: Tel.93-5444600 MADRID: Tel. 91-6916415 www.aluminio.com.es 1


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BARRAS REDONDAS DE ALUMINIO-MAGNESIO TUBOS REDONDOS DE ALUMINIO-MAGNESIO



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ANGULOS LADOS IGUALES DEALUMINIO-MAGNESIO

ANGULOS LADOS DESIGUALES DEALUMINIO-MAGNESIO

PLETINA DE BULBO



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PLETINAS DE ALUMINIO-MAGNESIO

Longitud standard: 6.000 mm.



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Debido a la gama tan amplia que les podemos suministrar en plataformas, pantalanes... para construcción naval sóloles reflejamos algunos de los modelos:

Siempre se suministrará bajo pedido.

Ferry rápido construido por la E.N Bazán en San Fernando (Cádiz)


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