Als belangrijk apparaat voor het verbinden en loskoppelen van schepen van dokken hebben kabelhaken een directe invloed op hun draagvermogen,{0}}draagvermogen, corrosieweerstand en levensduur. Momenteel worden reguliere kabelhaken gemaakt van gelegeerd staal met hoge-sterkte, roestvrij staal en speciale composietmaterialen. Elk materiaal biedt voordelen op het gebied van mechanische eigenschappen, aanpassingsvermogen aan de omgeving en kosteneffectiviteit.
Hoog-gelegeerd staal met hoge sterkte
Hoog-gelegeerd staal is een van de meest gebruikte materialen voor kabelhaken. Nikkel-chroom-molybdeenlegeringen (zoals 34CrNiMo6) of soortgelijke hoog-sterke laag-staalsoorten worden doorgaans gebruikt. Warmtebehandeling (zoals afschrikken en temperen) kan deze materialen uitstekende, uitgebreide mechanische eigenschappen geven, waarbij treksterkten doorgaans 800-1200 MPa bereiken, waardoor ze bestand zijn tegen de dynamische belastingen van grote schepen onder getijden- en golfomstandigheden. Bovendien kan gelegeerd staal verder worden verbeterd met zandstralen, galvaniseren of epoxycoating om de weerstand tegen zoutsproeicorrosie te verbeteren, waardoor het geschikt is voor de meeste kust- en binnenhavenomgevingen.
Roestvrij staal
In zeer corrosieve omgevingen (zoals water met een hoog-zoutgehalte of chemische terminals) hebben roestvrijstalen kabelhaken de voorkeur vanwege hun uitstekende corrosieweerstand. Gebruikelijke materialen zijn onder meer 316L austenitisch roestvrij staal en 2205 duplex roestvrij staal.. 316L bevat molybdeen, waardoor het bestand is tegen corrosie door chloride-ionen; 2205 combineert hoge sterkte (treksterkte groter dan of gelijk aan 620 MPa) met weerstand tegen putcorrosie, waardoor het geschikt is voor extreme werkomstandigheden. RVS ontgrendelhaken vereisen geen extra corrosiebescherming, wat resulteert in lagere onderhoudskosten, maar hogere materiaalkosten. Ze worden doorgaans gebruikt in toepassingen waar duurzaamheid van cruciaal belang is.
Speciale composietmaterialen en oppervlaktebehandelingstechnologieën
Sommige hoogwaardige haken maken gebruik van composietmaterialen (zoals met koolstofvezel versterkt plastic) of op metaal-gebaseerde composieten om het gewicht te verminderen, maar hun draagvermogen- kan dat van metaal niet volledig vervangen. Een meer gebruikelijke optimalisatieaanpak is het verbeteren van de prestaties van het basismateriaal door middel van oppervlaktebehandelingen, zoals:
•Thermisch verzinken: dit vormt een laag zink-ijzerlegering op het oppervlak van gewoon koolstofstaal, waardoor kathodische bescherming wordt geboden;
•Dacromet-coating: deze anorganische nano-coating zorgt voor een hoge zoutsproeibestendigheid (tot 1000 uur);
•Keramische slijtvaste-laag: deze laag verbetert de slijtvastheid in wrijvingsgebieden van het haaklichaam. Uitgebreide overwegingen voor materiaal
Selectie
Bij praktische toepassingen moet het materiaal van de kabelontgrendelingshaak zorgvuldig worden overwogen op basis van de havenomgeving (zoutgehalte, vochtigheid), scheepstonnage (belastingsvereisten) en budget. Gelegeerd staal domineert de markt vanwege de kosteneffectiviteit, roestvrij staal is geschikt voor omgevingen met hoge corrosie{2}} en composietmaterialen worden vaker gebruikt voor gespecialiseerd maatwerk. In de toekomst zal de vooruitgang in de materiaalkunde leiden tot de ontwikkeling van lichtgewicht, corrosie-bestendige en kosten-effectieve nieuwe legeringen (zoals superroestvast staal of nano-gecoat staal) die de technologische vooruitgang op het gebied van materialen voor kabelontgrendelingshaken verder kunnen stimuleren.