海洋工学における高級アルミニウム合金の応用

海洋ヘリコプタープラットフォームへの応用におけるアルミニウム合金

鋼鉄は高い強度を持つことから、海洋石油掘削プラットフォームの主要構造材として広く使用されています。しかし、海洋環境にさらされると腐食や比較的短い耐用年数といった課題があります。海洋石油・ガス資源開発のインフラにおいて、ヘリコプターの離着陸を容易にし、本土との重要な連絡路となるヘリコプターランディングデッキは、極めて重要な役割を果たしています。アルミニウム製のヘリコプターデッキモジュールは、軽量で優れた強度と剛性を備え、必要な性能要件を満たすことから、広く採用されています。

アルミニウム合金製ヘリコプタープラットフォームは、フレームと、断面が「H」字型のアルミニウム合金プロファイルを組み立てたデッキで構成され、上部デッキプレートと下部デッキプレートの間にはリブ付きプレートキャビティが配置されています。このプラットフォームは、力学原理とアルミニウム合金プロファイルの曲げ強度を活用することで、自重を軽減しながら性能要件を満たしています。さらに、海洋環境において、アルミニウム合金製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、耐食性に優れており、組み立て式プロファイル設計のため溶接が不要です。溶接が不要なため、溶接に伴う熱影響部がなくなり、プラットフォームの寿命が延び、故障を防止できます。

LNG（液化天然ガス）貨物船におけるアルミニウム合金の応用

海洋石油・ガス資源の開発が進むにつれ、天然ガスの主要な供給地域と需要地域は遠く離れており、広大な海域によって隔てられている場合が多くなっています。そのため、液化天然ガス（LNG）の主な輸送手段は外洋船舶です。LNG船の貯蔵タンクの設計には、優れた低温特性に加え、十分な強度と靭性を備えた金属が求められます。アルミニウム合金材料は、室温と比較して低温での強度が高く、軽量であることから、耐腐食性に優れた海洋環境での使用に最適です。

LNG船やLNG貯蔵タンクの製造では、5083アルミニウム合金が広く使用されています。特に、液化天然ガスの最大の輸入国である日本では、その需要が高まっています。日本は1950年代から60年代にかけて、一連のLNGタンクや輸送船を建造してきました。その船体構造はすべて5083アルミニウム合金で作られています。アルミニウム合金は、軽量で耐腐食性に優れているため、これらのタンクの上部構造の重要な材料となっています。現在、LNG輸送船貯蔵タンク用の低温アルミニウム材料を生産できる企業は、世界でもわずか数社です。厚さ160mmの日本製5083アルミニウム合金は、優れた低温靭性と耐疲労性を備えています。

造船所設備におけるアルミニウム合金の応用

ギャングウェイ、浮橋、歩道橋などの造船所設備は、6005Aまたは6060アルミニウム合金プロファイルを溶接して製造されます。フローティングドックは、5754アルミニウム合金板を溶接して作られており、防水構造のため塗装や化学処理は不要です。

アルミニウム合金ドリルパイプ

アルミニウム合金製ドリルパイプは、低密度、軽量、高強度・軽量、低トルク、優れた耐衝撃性、優れた耐腐食性、そして坑井壁との摩擦抵抗の低さといった特徴から、広く採用されています。掘削機の性能が許せば、アルミニウム合金製ドリルパイプを使用することで、鋼製ドリルパイプでは不可能な坑井深度まで掘削することが可能です。アルミニウム合金製ドリルパイプは1960年代から石油探査に広く利用されており、旧ソ連では全深度の70%から75%の深度まで掘削が可能でした。高性能アルミニウム合金と耐海水腐食性の利点を兼ね備えたアルミニウム合金製ドリルパイプは、海洋掘削プラットフォームにおける海洋工学分野において大きな可能性を秘めています。

MAT AluminumのMay Jiangによる編集