Алюминийден жасалған автобус аялдамасын жеңіл, бірақ берік ететін не?

Неліктен автобус аялдамалары үшін алюминий идеалды: материалдың артықшылықтары

Көпшілік инфрақұрылымда алюминийдің танымалдылығын түсіну

Қазіргі уақытта алюминий автобус аялдамаларын салу үшін негізгі материалға айналды, себебі оның салмағына қатысты беріктігі мен уақыт өте келе ауа-райының әсеріне төзімділігі жоғары. Қалалық әкімшіліктер күшті, бірақ жеңіл болып келетін, алдын ала жасап алып, тез орнатуға болатын материалдарды таңдауда алюминийді басымдыққа ие етеді. 2023 жылы Kenan Metal жүргізген зерттеулерге сәйкес, мұндай құрылымдардың көпшілігі сыртқы ортада елу жылдан астам уақытқа шыдайды. Соңғы кездерде қалалық даму департаменттерінің алтыдан көбі көлік жобалары үшін алюминийді пайдалануды бастады. Негізгі себептері: алюминий басқа материалдарға қарағанда тез бұзылмайды және ауыстырулар жиі қажет болмайтындықтан ұзақ мерзімді түрде ақша үнемдеуге мүмкіндік береді.

Автобус аялдамалары үшін алюминий материалдарының қасиеттері: Салмаққа қатысты беріктік коэффициенті туралы түсіндірме

Алюминийдің тығыздығы болаттың шамамен үштен бірін құрайды, яғни оның құрылымы салмағы жағынан 40% жеңіл болуы мүмкін, бірақ жүкті көтеру қабілеті сақталады. Алюминийден жасалған қорғаныш павильондары көбінесе 90-ден 150 фунт/шаршы футқа дейінгі жел мен қар жағдайларын оңай шыдайды және үлкен фундамент жұмыстарын қажет етпейді. Стандартты 12 футтық раманы мысалға алсақ, алюминийлі нұсқасы шамамен 220-260 фунт салмақта болады, ал болаттың салмағы осыдан екі есе көп — 485-550 фунт аралығында. Бұл алюминийлі рамаларды жер сілкіністері мүмкін жерлерге немесе ауыр материалдарды әкелу тым қиын болатын алыстағы аймақтарға ерекше қолайлы етеді.

Коррозияға төзімділік және қорғаныш оксидті қабат

Ылғалды немесе жағалаулы аймақтарда болаттың негізгі әлсіздігі болып табылатын ржылдануды болдырмау үшін алюминий табиғи түрде қорғаныш оксидті қабат түзеді. Тәуелсіз зерттеулер осы артықшылықты айқындайды:

Бұл тән кедергі айналатын болса, боялған болатқа қарағанда 20 жыл ішінде 75% төменгі қызмет көрсету құнына әкеледі және жиі қайта бояуды немесе коррозияға қарсы шараларды қажет етпейді.

Қорытпаны таңдау қалай беріктікті және құрылымдық өнімділікті арттырады

6061-T6 және 6082-T6 сияқты күрделі қорытпалар магний-кремний қоспалары арқасында пайда болатын дәнекерлену мен қысымға төзімділіктің жақсаруы арқасында жақсырақ жұмыс істейді. Суықпен өңдеу әдістері олардың беріктігін шынымен де 35-тен 40 ksi-ге дейін көтереді. Ал өндірушілер хромның микродобавкаларын қосқан кезде, температура нөлдің төменінде болған кезде пайда болатын жарықтардың алдын алуға көмектеседі. Бұл барлық жақсартулар материалдардың -40 градус Фаренгейтке дейінгі қатаң қысқы жағдайларда немесе 120 градус Фаренгейттен жоғары ыстық шөл температураларында орнатылған кезде де сенімді жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

Алюминий мен болат: Автобус аялдамасын салу үшін материалдарды салыстыру

Шынайы жағдайлардағы ұзақ мерзімді беріктік пен жұмыс істеу сапасы

Жоғары беріктікке ие болат таза созылу беріктігі бойынша нақты әлдеқайда артықшылық береді, кейде шамамен 1740 МПа-ға жетеді. Бірақ заттардың өмір сүру мерзімін қарастырған кезде, алюминий өзін жақсы көрсетеді, себебі ол оңай тот баспайды. Көбінесе болаттан жасалған құрылыстар 15-20 жылдан кейін өзінің жасын көрсетіп, ржс болуды тоқтату үшін регулярлы түрде бояу немесе басқа жөндеу жұмыстарын қажет етеді. Алайда алюминий құрылымдары 25 жылдан астам уақыт бойы ешқандай күйзеліс тудырмай тұрақты тұрады. Бұл материалдарға қатаң жағдайлар әсер ететін орындар үшін алюминийді таңдауды тиімді етеді.

Салмақ айырмашылықтары мен олардың тасымалдауға және орнатуға әсері

Алюминийдің тығыздығы - 2700 кг/м3 ол болаттан жартысынан да ауыр емес, ол 7 850 кг/м3 салмақта. Бұл салмақ айырмашылығы, шынымен де, жылжыту және орнату қиындықтарын азайтады. Мысалы, 4 метрлік алюминийді қоршауды алайық, оның жалпы салмағы 320 кг-ға жуық. Екі адам бұл мәселені оңай шеше алады. Бірақ, болатқа ауыстырып, бірден 900 кг-дан астам салмақты аламыз. Бұл салмақ үшін жұмыс істеу үшін кран мен арнайы құралдарды әкелу керек. Өнеркәсіптік зерттеулер көрсеткендей, бұл жеңіл материалдар орнату кезінде 18-22 пайызды үнемдейді. Тағы бір артықшылық бар. Кішігірім салмақ бұл құрылымдарды ауыр альтернативалар проблема тудыра алатын орындарға, мысалы ескі ғимараттардың жанында немесе артық салмақ нақты мәселе болуы мүмкін нәзік жаяу жүргіншілер көпірлерінде, жіберуге мүмкіндік береді.

Өмірлік циклдің құны мен қоршаған ортаға әсерін салыстыру

Уақыт өте жалпылатын алюминийдің экологиялық және экономикалық пайдасы айқын көрінеді:

Алюминийдің 95% дейін қайта өңделуі мен энергиялық тиімділігі оның құрылымдардағы өмір созының барысында 40% жағдайында тұрақты болуын қамтамасыз етеді. Қайта өңделген алюминийді қолдану бастапқы өндіруге қарағанда 95% аз энергия қажет етеді — бұл болаттың 60% азайтуынан едәуір асып түседі, — бұл алюминийді қалалардың шығындары мен көміртегі іздерін азайту мақсатында оптималды таңдау ретінде орналастырады.

Белгілігін арттыратын инженерлік конструкциялық ерекшеліктер

Ақылды құрылымдық дизайн арқылы жүктеменің тиімді таралуы

Алюминийдан жасалған қорғаныш павильондарын жобалау кезінде конструкциялық инженерлер салмақты дұрыс тарату үшін соңғы элементтерді талдау әдісін және әртүрлі жобалау тәсілдерін қолданады. Тіреу арқалықтарын дәл қажетті орындарға орналастыру конструкциядағы кернеу нүктелерін азайтуға және уақыт өте жұмыртпаланудан болатын металдың шаршауын болдырмауға көмектеседі. Бұл желдің кенеттен соғуы немесе қардың көп жиналуы сияқты жағдайларда да бүкіл құрылымның беріктігін сақтауға мүмкіндік береді. Мұндай қорғаныш павильондарының беріктігін сақтай отырып, олардың қолданылуына алюминийдің жеңілдігін сақтау маңызды. Жиі жер сілкіністері немесе ауа-райының экстремалды жағдайлары байқалатын аймақтарда қауіпсіз және тиімді қорғаныш құрылысы үшін беріктікті және жеңілдікті сақтау міндетті болып табылады.

Алюминий автобус тоқталыстарындағы күшейтілген рамалық құрылым

Дәл жобаланған прокаттар мен күшейтілген бұрандалар артық салмақ қоспай-ақ қимыл-тегерістің беріктігін арттырады. Көлденең тіреулер мен қалыңдатылған бұрыштағы тіректер алюминийдің табиғи қаттылығымен бірге жауын-шашын немесе кездейсоқ соқтығысулардан болатын соққыларға төзімді болуға көмектеседі. Модульдік жүйелер қосылу нүктелеріндегі әлсіз орындарды азайту арқылы сенімділікті одан әрі арттырады және әртүрлі орнатуларда тұрақты жұмыс істеуді қамтамасыз етеді.

Негіздермен және бекіту жүйелерімен сенімді интеграция

Алюминийдан жасалған қоршауларда, әдетте, коррозияға төзімді болат бұрандалар қолданылады, олар темір-бетон негізге бекітіледі, бұл көлденең күштерге қарсы тұрақты құрылым жасауға көмектеседі. Табан пластинасының дизайны да кездейсоқ емес, қандай топырақпен істес келетінін және мұздың көтеруінен туындайтын мүмкін проблемаларды ескереді. Бұл қыс кезінде тоңу-таю циклдары болғанда немесе үстінде көп қар жиналған кезде бүкіл құрылым орнынан қозғалмай тұрады дегенді білдіреді. Бұл тұрақтылық адамдардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін қаншалықты маңызды және болашақта жөндеу шығындарын азайту үшін қаншалықты маңызды екенін біз тәжірибеде көрдік.

Алюминийдің атмосфералық әсерлерге төзімділігі мен төмен техникалық қызмет көрсету талаптары

Шекті ауа-райы жағдайларында жұмыс істеу: УК сәулелері, жаңбыр және температураның тербелістері

Алюминийдан жасалған қорғаныш павильондары -40 градус Цельсий мен 80 градус Цельсий арасындағы температура өзгерістеріне байланысты пішінін едәуір өзгертпейді, себебі олардың термиялық кеңею коэффициенті төмен. Оның беті УК сәулесіне жақсы төзімді оксидтік қабат түзеді, сондықтан бұл конструкциялар күн күркірегенде 50 000 сағаттан астам уақыт бойы тұрса да, солуы немесе сынғыштыққа ұшырамайды, бұл орташа климаттық жағдайы бар көптеген жерлерде шамамен 25 жылға сәйкес келеді. Сонымен қатар, материал гидрофобты қасиетке ие, яғни жаңбыр суын тез бетінен сырғытады, бұл беттерде судың жиналуына әкеп соғып, коррозия процесін жылдамдататын жағдайдың алдын алады. Теңіз жағалауына жақын жүргізілген кейбір сынақтар көрсеткенінше, тұзды бұрқылдаққа 15 жыл бойы әсер еткеннен кейін алюминий коррозияға қарсы шамамен 98 пайыз төзімділігін сақтап қалады, сондықтан инженерлер теңіз жағалауындағы қатаң жағдайларға қарамастан, дәл осы металлдан құрылымдар, мысалы, жаяу жүрушілер үшін жолдар мен теңіз жағалауындағы жабдық бөлмелерін салуды жалғастырып отырады.

Тез тазаланатын, тот баспайтын беттерінің арқасында аз ғана техникалық қызмет көрсету қажет

Құрылымдардың отыз жыл ішіндегі техникалық қызмет көрсету құнын алюминийден жасалған павильондар шамамен 70 пайызға аз шығындалады, себебі олар тот баспайды және қымбат қорғау қабаттарын қолданудың қажеті болмайды. Көбінесе жылына бір рет ғана қуатты сумен жуу жеткілікті болып, олар жаңа сияқты көрінеді. Тағы бір артықшылық – алюминийдің химиялық реакцияға түспейтін қасиетінен туындайды, сондықтан граффитілер бетіне нашар жабысады. Бұл бояуға оңай сіңіретін материалдарға (мысалы, ағаш) салыстырғанда, вандалдардан кейін тазалау шығындарын шаршы метріне жылына шамамен он сегіз долларға үнемдеуге мүмкіндік береді. Кейбір зерттеулер де көпшілік орындардағы ұзақ мерзімді құрылымдардың осындай артықшылықтарын растайды.