О смолах! – Сообщество Fiberglass на DRIVE2
Communities › Стеклопластик › Blog › Про смолы!
Эпоксидные, винилэфирные и полиэфирные смолы в судостроении.
Эти смолы используются в судостроении для пропитки волокон при производстве армированных волокнами пластиков. Независимо от типа волокна (стекловолокно, углеродное волокно, кевлар, древесное волокно), адгезия смолы и пропитка волокна являются наиболее важными аспектами для получения высококачественного продукта.
ЭПОКСИДНЫЕ СМОЛЫ. Это наиболее универсальное семейство смол, используемых при производстве композитных конструкций и ремонте судов. Практически по всем параметрам эти смолы обеспечивают самые высокие показатели клеевого соединения и прочности. В настоящее время разработаны смолы, не содержащие вредных веществ и не выделяющие фенол при застывании. Смолы не сильно усаживаются. При ремонте компонента, который изначально был изготовлен из полиэфирных и винилэфирных смол и подвергался деформации и растрескиванию, хорошо затвердевшая эпоксидная смола имеет прочность связи 2000 фунтов на квадратный дюйм (с виниловым эфиром 500 фунтов на квадратный дюйм). Независимо от того, из какой комбинации дерева, углеродного волокна, кевлара, стекловолокна и заполнителя сделано ремонтируемое изделие, смола хорошо впитается и образует с ним прочный композит. Когда эпоксидная смола используется в качестве химического барьерного слоя, покрытие имеет очень низкое водопоглощение (менее 0,5%), и вы можете быть уверены, что финишные покрытия будут хорошо сцепляться с эпоксидной подложкой и подложкой с корпусом корабля. Современные эпоксидные смолы могут иметь низкую вязкость и контролируемое время отверждения.
ВИНИЛЭСТЕРНЫЕ СМОЛЫ. Они отражают шаг в правильном направлении развития смол. Хотя у них такой же механизм связывания в перекисном пространстве, что и у полиэфирных смол. Дополнительная прочность этих гибридных смол обусловлена частицами эпоксидной смолы, встроенными в их основу. Усадка при отверждении умеренная. Повышенная прочность модифицированной смолы предотвращает образование микротрещин, а сама грунтовка на основе смолы также улучшает адгезию к поверхности. Некоторые из имеющихся в продаже барьерных покрытий основаны на этом семействе смол и обладают хорошими водостойкими свойствами. Недостатком винилэфирных смол является критичность их приготовления, высокое содержание вредных веществ (в виде стирола), чувствительность к влаге и температуре (они могут не полимеризоваться). Хорошая винилэфирная смола очень дорога по сравнению с полиэфирной смолой, а ее цена близка к цене эпоксидной смолы. Винилэфирные смолы, несомненно, превосходят полиэфирные смолы, если мы рассматриваем стандартный пероксидный процесс, но их адгезия к разнородным и ранее затвердевшим поверхностям все еще очень низка, и многие корпуса на основе винилэфира страдают от той же проблемы массивного отслоения внешнего слоя стеклопластика от заполнителя. и переборка. Кроме того, барьерные покрытия почти всегда наносятся после продажи корабля, и очень важно, чтобы покрытие имело прочную связь с субстратом. Смолы на основе винилэфира обладают хорошей адгезией к стекловолокну и низкой адгезией к более экзотическим материалам (кевлар, углеродное волокно) и дереву. Для отверждения полиэфирных и винилэфирных смол на открытых поверхностях необходимо добавлять специальные добавки. Перекрытие требует тщательной подготовки поверхности для обеспечения адгезии.
СМОЛЫ ПОЛИЭФИРНЫЕ. Самая дешевая из всех смол, используемых в судостроении, из стекловолокна с отрицательной рецептурой матрицы. Основным преимуществом полиэфирных смол по сравнению с винилэфирными и эпоксидными смолами является их исключительная дешевизна. К недостаткам можно отнести плохую адгезию, высокую фильтрацию воды, высокую усадку и высокое содержание вредных веществ. Можно использовать только со стекловолокном. Он лучше всего подходит для конструкций, для которых не важны вес, адгезия и вязкость разрушения. Примером может служить производство простого моноблока. элемент из стекловолокна в открытой матрице за одну операцию и без создания вторичных соединений на этой смоле. Если точность формы не очень важна, не важна водонепроницаемость, а рабочее место хорошо вентилируется, то лучшим кандидатом будет полиэфирная смола. С незапамятных времен полиэфирные смолы характеризовались плохими адгезионными и растягивающими свойствами, что делало конечный продукт склонным к образованию микротрещин и плохому вторичному адгезионному соединению. Эти свойства становятся важными, когда дело доходит до комбинирования различных материалов в одном продукте или когда материалы не имеют обычной стекловолоконной подложки. Готовые корпуса из полиэфирной смолы страдают от осмотических пузырьков, если они не обработаны эпоксидной смолой для образования барьерного покрытия. Верфи заполнены корпусами и надстройками с огромными участками отслоения стекловолокна и его отделения от агрегата. Все это стало результатом повсеместного провала в индустрии клеевых технологий (использование полиэфирной смолы в качестве клея).
Элементы набора корпуса судна
Элементы набора корпуса маломерного судна
Продольные элементы судна
Лонжеронами (балками) корабля являются: киль – продольная балка обшивки днища, идущая по центру ширины корабля; стрингеры – нижняя и боковая обшивка продольных ферм. В зависимости от положения они бывают бортового, донного и трюмного типа. Продольные ребра жесткости – продольные балки с меньшим профилем, чем у стрингеров и бруса. Их называют настилом, бортом или днищем, и они обеспечивают жесткость обшивки и настила во время продольного изгиба.
Поперечные элементы судна
Судовые ригели (балки):
Наружная обшивка
Внешняя оболочка корабля обеспечивает водонепроницаемость корпуса и в то же время способствует продольной и местной прочности корабля. На металлических кораблях облицовка состоит из стальных пластин, которые расположены длинными сторонами вдоль корабля. Помимо стальных листов, листы из алюминиевого сплава используются в основном в металлических моторных лодках и понтонах. Листы облицовки соединяются клепкой и стыковой сваркой. Ряд пластин обшивки по длине лодки называется полосой. Верхняя сторона боковой обшивки называется shirstrwk, а под ней – боковые планки и трюмный пояс. Нижний средний пояс называется горизонтальным килем. Линия, соединяющая один пояс с другим, называется фаской, а соединение листов в одном поясе называется стыковым швом. Размеры и толщина пластин различаются в зависимости от конструкции лодки, ее габаритов и назначения. Дерево, древесные ламинаты, пластмассы, такие как стекловолокно, текстолит и другие материалы, которые по своим свойствам и прочности соответствуют требованиям судостроительной промышленности, очень часто используются для изготовления лодок, моторных лодок, парусников и гребных лодок.
Палубный настил
Палубный настил обеспечивает водонепроницаемость корпуса сверху и способствует продольной и местной прочности корабля. Пол в средней части корабля подвергается наибольшему изгибному напряжению, поэтому плиты палубы в носовой части немного тоньше, чем в зоне средней палубы. Палубные плиты расположены по длинной стороне судна, параллельно плоскости симметрии, а кромки левого и правого борта по бокам называются стрингерами палубы и имеют большую толщину. Стрингер настила соединяется с рельсом экрана с помощью клепки, сварки или склеивания, в зависимости от материала листа.
Люки и горловины
Зазоры и горловины ослабляют прочность настила, а концентрация напряжений в их углах способствует растрескиванию. Поэтому углы всех вырезов в корпусе скруглены, а плиты палубы усилены по углам вырезов. Для усиления ослабленной вырезами палубы и предотвращения попадания воды в люк на краю люка выполнен комингс-закрытие люка. Фальшборт также окружает проемы в переборках, фальшборт еще называют частью переборки ниже дверного проема.
Фальшборт и леерное ограждение
По морю, реке и на современных туристических лодкахоткрытые палубы снабжены фальшбортом или ограждением для предотвращения падения за борт.
Судостроительные материалы
В основном материалы используются для изготовления корпусов, комплектующих, судового оборудования и узлов.
Надстройки и рубки
Надстройки – это все закрытые пространства над верхней палубой из стороны в сторону. Передняя надстройка называется цистерной, а кормовая надстройка – иллюминатором. Средняя надстройка особого названия не носит. Надстройка, ширина которой меньше ширины корабля, называется рубкой. Например, навигационная рубка. Конструкция палуб и бортов надстроек и рубок аналогична конструкции палуб и бортов других кораблей. Борта и переборки надстройки обычно имеют меньшую толщину и могут отличаться по материалу от корпуса.