Ремонтируем корпус деревянной яхты «Дракон», и не только.

Расскажу о ремонте своего “Дракона” таллинской постройки 1967 г. Он был найден и куплен на Ладоге, перевезен в Москву, полностью отремонтирован в соотетствии с правилами класса и превращен в отличную гоночную машину.

 Всего были восстановлены 24 сломанных бимса и полубимса, шесть поломанных шпангоутов, сгнившая палуба, “убитый” ватервейс, поврежденный киль, шесть поясьев обшивки, сгнивший карленгс, ликвидированы щели и трещины, изготовлена новая палуба из отборного тика. Причем здесь перечислено еще далеко не все.

В зависимости от причины образования щелей и трещин выбирают и способы ремонта. Если ослабли медные гвозди, потребуется лишь дополни тельное крепление обшивки к набору шурупом. Более серьезные повреждения конструкции элементов набора повлекут замену, например, досок обшивки, палубы и т.д.

 В эту технологию мы не будем углубляться, она описана в учебниках. Cамая большая “головная боль” владельца деревянного судна — естественное изменение древесины в размерах при увеличении влажности, вызывающей ее сезонное набухание и рассыхание, следствием чего и становится образование щелей и трещин на обшивке корпуса.

 Тут возможно несколько подходов. Первый, радикальный — оклеивание корпуса стеклотканью в два - три слоя. Он достаточно хорошо раскрыт в соответствующей литературе. Но если есть желание сохранить естественную деревянную фактуру обшивки, существуют другие пути.

Так называемая “старая технология”: древесину пропитывают антисептиком, а затем либо красят, либо лакируют. Щели при этом конопатят, причем вместе с паклей можно использовать густотертую краску. Некоторые предпочитают заделывать щели герметиком.

 Корпус замачивают недели на полторыдве, дерево набухает, и щели затягиваются. Судно поднимают из воды и обрезают выдавившуюся паклю или герметик. Все — корпус можно эксплуатировать. Но на следующий сезон операцию придется повторить.

Новая технология (она была неоднократно использована нами для ремонта гоночных деревянных яхт класса “Дракон”): прежде всего корпус следует высушить до естественной влажности (12 %).

 Далее аккуратно расшивают все выявленные трещины и щели под рейки трехчетырех различных толщин, внимательно осмотрев весь корпус на предмет малозаметных щелей и трещин.

Расшивку можно выполнять ножовкой или ручным фрезером, с обязательным загрублением поверхностей для лучшего склеивания по всей длине трещины или щели. Будьте осторожны, опасность представляют нагели, скрепляющие доски обшивки, и еще — не распилите нечаянно шпангоуты.

 Придется полностью удалить старую шпаклевку. Для предупреждения излишне го загрязнения обшивки расшитые участки стоит оклеить снаружи и изнутри малярным скотчем.

Подготовьте рейку, она должна быть сухой, радиального распила, с плотной структурой, без сучков, той же породы дерева, что и обшивка. Ширина — на 5 мм больше толщины обшивки, длина произвольная. Поверхность рейки должна быть достаточно шероховатой для лучшего склеивания.

 Аккуратно и плотно подгоните каждую рейку  в расшитые швы, в рейке сделайте пропилы под нагели. Рейка клеится на компаунд из эпоксидной смолы с древесной пылью. Обязательно используйте пластифицированные составы либо добавьте немного пластификатора.

 Рейки следует стыковать “на ус”. Для их фиксации в пазе удобно использовать скотч. При установке важно контролировать,  прошла ли рейка всю толщину борта. После того как смола встанет, аккуратно сошлифуйте выступающие части реек снаружи и изнутри.

 Снаружи можно оставить 0.5 мм под чистовую обработку. Не спешите, не ленитесь, и результат вас порадует. Для защиты деревянного корпуса мы использовали “Eposeal300” — двухкомпонентную прозрачную пропитку чуть желтоватого цвета, созданную специально для защиты древесины от влаги. 

Глубина впитывания очень сильно зависит от плотности древесины и ее влажности. При полимеризации образует пластичную, стойкую к механическим нагрузкам, водонепроницаемую пленку толщиной около 13 мкм на один слой.

Для комплексной защиты древесины при постройке с нуля требуется семьвосемь слоев. При пропитке сухой, но не новой древесины рекомендуется до 10 слоев, в зависимости от пористости дерева.

 “Eposeal300” весьма полезна для укрепления очень ветхих участков. Не разрушайте структуру ветхой древесины — ее можно пропитать до полного насыщения, и тогда она станет прочной и водонепроницаемой.

Технология пропитки такова:

1. Удаляют старую краску и лак с помощью фена, цикли и шпателя. Важно не усердствовать и не сильно перегревать старуюкраску и обшивку под ней. Не следует применять смывку для краски на деревянном корпусе.

2. Ошкуривают лодку шкуркой № 36–80 до чистого дерева снаружи и изнутри (не жалейте времени и сил на этом этапе).

3. Обильно промывают поверхность ацетоном, лучше два раза, дают высохнуть.

4. Наносят кистью последовательно семьвосемь слоев “Eposeal300” снаружи и изнутри борта. Заливают его даже в самые труднодоступные места, для этого можно использовать пластиковый медицинский шприц.

 Дают каждому слою высохнуть до отлипа — приблизительно 30–50 минут в зависимости от температуры и влажности: поврежденные участки надо пропитывать до полного насыщения. Слегка сбивают шкуркой глянец и пыль и наносят еще два слоя пропитки. Дают окончательно высохнуть в течение 24 часов.

Надводный наружный борт после такой обработки покрывают четырьмя -  пятью слоями двухкомпонентного полиуретанового лака с ультрафиолетовым фильтром или красят.

Подводную часть можно обработать по технологии фирмы “Hempel”, изложенной в соответствующих руководствах. Обработанный корпус больше не набухнет и не рассохнется. На следующий сезон понадобится только косметический ремонт.

Егор Бабенков, Москва.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №196.

Современное пластиковое судостроение. Часть I.

Современное серийное пластиковое судостроение делится на две большие группы: в одной судостроители работают с материалами термопластическими, в другой – с термореактивными. 

Термопласты (например, такие популярные в судостроении, как АБС и полиэтилен) – это синтетические вещества, отверждаемые при остывании, но легко размягчающиеся и/или плавящиеся при повторном нагревании.

Такие качества позволяют сравнительно легко формовать из них небольшие корпуса при помощи прессов и пуансонов, что делает это производство высокомеханизированным.

 Термореактивные же синтетические материалы (о которых и пойдет речь в этой статье), чаще всего представляющие собой композицию из связующего и армирующего веществ, после начального отверждения уже не подвержены повторному размягчению или плавлению при нагреве.

Сегодня существует достаточно большое количество различных методик укладки стеклоткани в форму, пропитки ее смолой и после дующей формовки корпуса. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки, а также области применения.

Совершенствование и разнообразие конструкционных материалов также

накладывает свой отпечаток на применяемые процессы. Современная стеклопластиковая композиция – очень сложный по составу и структуре материал, состоящий из трех основных компонентов.

 Это, вопервых, сама химическая матрица или связующее – иными словами, смола и ее отвердитель, во-вторых, армирующие волокна стекло- или углеткани, несущие в композите основную физическую нагрузку, в-третьих, наполнитель, предназначенный для снижения удельного веса и/или себестоимости готового композита. В качестве такого наполнителя часто выступают бальса, пенопласты разных марок и др.

Смолы.

В пластиковом судостроении чаще всего применяются полиэфирные молы, причиной тому служат их умеренная себестоимость и достаточно простая технология применения.

 Самые дешевые вариации полиэфирных мол – так называемые ортофталевые, имеющие невысокие механические качества и ограниченную стойкость к соленой воде и ряду горюче-смазочных материалов.

 Эти смолы постепенно выходят из употребления, однако кое-где еще используются, прежде всего фирмами, которые производят небольшие лодки, значительную часть времени хранящиеся на берегу или рассчитанные на эксплуатацию в речных либо озерных условиях.

Гораздо более высокими механическими и химическими свойствами обладают изофталевые полиэфирные смолы, составляющие сегодня основную долю применяемых в малом судостроении.

 Но и им уже находится замена в лице винилэфирных смол: последние отличают не только более высокая прочность и химическая стойкость (они крайне мало подвержены гидролизному разложению или осмосу), но и (в отвержденном состоянии) повышенные вязкость и ударная стойкость.

 Также они берут на себя часть динамических нагрузок, испытываемых корпусом. Однако для полной реализации всех достоинств смол этого типа их отверждение должно происходить по четко контролируемому температурному графику, что сложно осуществить на малых верфях.

 Еще одной технологической особенностью современных полиэфирных смол с малым выделением стирола (так называемых низкоэмиссионных) является сосредоточение после начала отверждения в их верхнем слое парафиноподобных веществ, резко снижающих адгезию.

 Если такая смола начала отверждаться, то последующая приформовка к ней любых деталей возможна уже лишь после тщательной механической обработки поверхности застывшей смолы.

Эпоксидные смолы стоят особняком. Это один из лучших по своим физико-химическим свойствам материалов из имеющихся на рынке. Они отличаются высочайшей химической стойкостью и исключительными прочностными характеристиками, обеспечивающими высокую долговечность построенных с их использованием судов.

 Опытные яхтсмены знают, что на ходу эпоксидные яхты ведут себя по-иному, чем полиэфирные: их более жесткие корпуса иначе реагируют на волну, удары гребней о корпус тоже звучат по-другому.

 С современными эпоксидными термоотверждаемыми материалами можно (в отличие от низкоэмиссионных полиэфирных смол) работать в несколько смен (они не ламинизируются вплоть до 30–40 ч), что позволяет при необходимости формовать очень толстые или очень сложные поверхности.

 (Эта их особенность, впрочем, используется в основном как раз при изготовлении не крупносерийных, а эксклюзивных яхт.) Эпоксидные смолы обладают и гораздо более высокой адгезией.

 Однако, как и в случае с винилэфирными смолами, полная реализация всех высоких качеств эпоксидных связующих возможна лишь при «запекании» отформованного корпуса при определенной температуре.

 Кроме того, при работе с ними нельзя не учитывать их весьма высокую токсичность. Цена же этих материалов в два–четыре раза выше полиэфирных.

 В последнее время появились эпоксидные смолы с наполнителем из нанотрубок, что сделало их одним из прочнейших синтетических связующих на сегодняшний день . Цена этой смолы пока непосильна для современного массового судостроения.

Армирующие материалы.

В качестве армирующих материалов в пластиковом судостроении используются в основном стеклоткани во многом благодаря ниверсальности их качеств: тут и цена, и прочность, и долговечность, и многое другое.

 Основную долю занимают так называемые ткани Е-типа (или Е-ткани), получившие букву «Е» в своем обозначении от слова «electrical». Все дело в том, что первоначально волокна этого типа были созданы для электрической высоковольтной изоляции, и лишь после было обнаружено, что  они пригодны для формовки сравнительно крупных изделий.

 Основными химическими веществами, входящими в состав этого волокна, являются SiO₂   (около 55%),  Al₂O₃  (ок. 15%) и окиси кальция и магния (CaO и MgO), составляющие примерно 20% веса волокна.

К недостаткам волокон Е-типа следует отнести их невысокий модуль упругости, плохую стойкость к усталостным нагрузкам, относительно высокую (сравнительно с органическими волокнами) плотность.

 Правда, все это с лихвой компенсируется сравнительно низкой ценой, довольно высокой прочностью, химо-, тепло- и огнестойкостью, а также простотой применения.

Относительно недавно начали входить в практику судостроения волокна                         S-типа, например, они применяются при постройке крупных яхт «Hanse». Буква «S» в индексе произошла от слова «stiffness» (жесткость) и наглядно указывает на основное отличие S-волокон от своих предшественниц.

 По прочности на растяжение, как можно увидеть из приводимой таблицы, эти волокна превосходят даже углеткань и кевлар, но вот модуль Юнга у них по-прежнему остается низким.

 Химический состав дят применение почти исключительно в аэрокосмической промышленности. Все существующие стекловолокна совместимы как с полиэфирными, так и с эпоксидными смолами.

Кроме неорганических стекломатериалов в современном судостроении применяются и органические армирующие волокна двух типов: это арамидные волокна (кевлар и его разновидности) и углеволокно (последнее, строго говоря, нельзя относить к органическим).

 Эти волокна имеют весьма специфические качества. Молекула кевлара представляет собой очень длинную цепочку, состоящую из ароматической и амидной (отсюда – арамид) групп. 

При этом в волокне все молекулы ориентированы параллельно (вдоль его оси) и связаны между собой водород-кислородными связями. Такая структура вещества, близкая к огромному кристаллу, и придает кевлару его высокие прочностные свойства.

 Он отличается очень малой плотностью и высокой ударной стойкостью, а также превосходными абразивными качествами: хорошо противостоит истирающим воздействиям. 

Серьезным недостатком кевлара (как и всех арамидных волокон), помимо высокой цены, является его высокая впитывающая способность: материал чрезвычайно гигроскопичен, что затрудняет его применение в корпусах пластиковых судов.

Воду постепенно впитывают и обычные (неорганические) стекломатериалы, но по поглощающей способности кевлар опережает их примерно впятеро. В силу некоторых особенностей кевлар применяется почти исключительно в составе эпоксидных композитов, так как он имеет крайне слабую адгезию к полиэфирному связующему.

 Однако сейчас этот материал почти полностью ушел из корпусов (как и предсказывал в интервью с нами известный конструктор Фридрих Юдель, № 200), оставаясь лишь в деталях и узлах, подвергающихся высоким истирающим или ударным нагрузкам: в привальных брусьях, спинакер-гиках, палубных накладках.

Углеволокно (карбон), напротив, все чаще можно встретить не только в эксклюзивных или очень дорогих серийных яхтах, но и в конструкциях судов среднего класса. 

Углеволокно получается при нагревании синтетической нити (обычно используется нить из полиакрилнитрила) вплоть до ее обугливания (карбонизации) при температуре около 300° С в обычной атмосфере (при этом разрушаются все водород-кислородные связи) и последующего нагрева до 1500–3000° С в атмосфере благородных (инертных) газов.

 При этом меняется молекулярная структура нити, становясь близкой к графену.   Температура, при которой нить доводится в среде инертных газов, и определяет основные качества углеродного волокна: относительно низкие температуры (около 1500° С) позволяют получать нить с высокой разрывной прочностью, высокие – с большим модулем упругости. 

Углеродное волокно отличается превосходной прочностью на сжатие и растяжение, но плохо переносит изгибы и сильные ударные нагрузки. Используется исключительно совместно с эпоксидными смолами.

Армирующие материалы сегодня имеют форму свободно лежащих параллельных однонаправленных волокон, рулонной ткани либо матов, состоящих из перепутанных между собой сравнительно коротких (около 10 см длиной) волокон.

 Для удобства применения отдельные свободнолежащие однонаправленные волокна перевязываются тонкими нитями в пучки (жгуты), что предотвращает их расползание. 

Подобным же образом отдельные жгуты могут быть соединены в слои, ориентированные под разными углами друг к другу: би-, три- и квадраксиальные «пироги», в которых один слой волокон перевязан (именно перевязан, а не переплетен) тонкой нитью с другим.

 Помимо возможности ориентировать волокна ткани в направлении основных действующих напряжений, важным достоинством свободно лежащих волокон является отсутствие взаимных переплетений, что улучшает прочностные свойства готового материала. 

Пропитываемость смолой таких (как однонаправленных, так и мультиаксиальных) волокон также заметно выше, чем у материалов с тканым переплетением, а вот вероятность образования пузырей между слоями, наоборот, ниже. 

Применение свободно лежащих волокон – одна из основных технологических мер конструктора при создании особо легких и прочных судов, например, гоночных яхт.

 К недостаткам этого вида армирования следует отнести повышенную трудоемкость их укладки при формовке объектов со сложной геометрией.

Здесь лучше подойдут традиционные тканые волокнистые материалы, выпускаемые ныне в широком ассортименте с самыми разными типами переплетения, прежде всего полотняным и сатиновым.

 Различие типов переплетения определяет, в первую очередь, легкость укладки стеклоткани в матрицу сложной формы, для этого больше всего подходит ткань сатинового переплетения как наиболее эластичная. Массовое судостроение широко использует стеклоткани как наиболее удобный и универсальный армирующий материал.

Стекломаты в современном судостроении имеют довольно ограниченное применение. Их прочностные качества сравнительно невысоки (на фоне тканей и однонаправленных волокон), поэтому маты обычно используют в качестве наружного слоя обшивки (между гелькоутом и первым слоем стеклоткани), что позволяет избежать «прорисовывания» структуры ткани на наружной поверхности корпуса.

  Также стекломат укладывают между двумя слоями толстой ткани, где он как обладающий повышенной впитывающей способностью способствует предотвращению образования больших воздушных пузырей.

 На недорогих лодках стекломаты, кроме того, используются в качестве своего рода наполнителя для сравнительно дешевого увеличения толщины обшивки.

Ручная формовка.

Начать по праву следует с самого старого способа изготовления пластиковых корпусов: ручной укладки и пропитки стеклоткани, зачастую называемой ручной формовкой.

 Эта методика появилась еще тогда, когда собственно стеклоткани в ее нынешнем понимании (в виде тканого материала) практически не существовало, и основную долю стекломатериалов составляли стекломаты, представлявшие собой различной толщины рулоны из перепутанных стеклонитей (перепутывание в процессе производства стекломатов обеспечивалось при помощи пневматических устройств).

 Сам технологический процесс формовки прост и понятен: в форму поверх гелькоута укладывались слои стекломата, последовательно пропитываемые полиэфирной смолой, вплоть до достижения нужной толщины. 

Как правило, на заре пластикового судостроения должная толщина стеклопластикового корпуса определялась более «на глазок», чем точными расчетами и набиралась в основном по принципам «запас карман не тяготит», «где тонко, там и рвется», «тяжело, зато надежно».

 Как следствие, весьма многочисленные пластиковые яхты постройки, к примеру, 60-х гг. до сих пор можно встретить на воде.

Артур Гроховский. Фото автора.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №217.

В пользу эпоксидной смолы.

Среди судостроителей, занимающихся стеклопластиком, и самодельщиков, не утихают споры о преимуществах двух типов смол – полиэфирной и эпоксидной.

 В советские времена, кстати, в свободной продаже имелась только последняя по вполне подъемным ценам; нынешние фирмы, в том числе и иностранные, считают использование эпоксидной смолы вместо полиэфирной своим козырем и нередко даже упоминают этот факт в рекламе как доказательство эксклюзивности продукции.

 При современном засилии «полиэфирки» даем слово приверженцам эпоксидной смолы, которые поделятся опытом ее использования.

Российские эпоксидные смолы.

Наиболее распространенные и доступные в России эпоксидные смолы – ЭД16, ЭД20 и ЭД 22. Похожие по характеристикам смолы выпускаются в Чехии («Spolshemie») и Германии («Dow Chemical»). Отвердителями для данных смол могут служить ПЭПА, ТЭТА и М-4.

ПЭПА – полиэтиленполиамин, наиболее часто используемый отвердитель для эпоксидных смол серии Д, имеет ярко выраженный запах (нашатыря), является легколетучей жидкостью и требует хранения в закрытой таре. Обычное соотношение со смолой – 10:1.

ТЭТА – триэтилентетрамин, обычное соотношение со смолой 10:1. Более подходит для заливки толстых поверхностей и более критичен к температуре.

М-4 («Модифицированный 4») – отвердитель красноватого цвета, более густой, чем ПЭПА и созданный, по всей видимости, на его же основе. Соотношение к смоле 100:20–22. Недавно появившийся отвердитель М-4 имеет ряд неоспоримых преимуществ:

1. Смола на основе М-4 получается очень прочной.

2. Температура выклейки может быть ниже 10°С (мы использовали М-4 при ремонте в цеху при температуре 6–7°С и получили отличный результат).

3. Время полной полимеризации смолы – 6 ч.

Есть лишь один минус – цена. Один килограмм ПЭПА стоит 190 руб., а килограмм М-4 – 290 руб.

Пластификаторы.

ДБФ – дибутилфталат, маслянистая жидкость средней вязкости без особого запаха, применяется для придания пластичности конечному изделию. Модифицированная пластификатором смола становится менее хрупкой. Применяемый процент в смоле – от 1 до 10. Обычно мы добавляем от 3 до 5%, если изделие должно быть жестким и хорошо держать форму.

 А если требуется более пластичное и упругое изделие, пластификатора можно добавить до 10%. При относительно невысокой цене ДБФ – 120 руб./кг он имеет одну технологическую особенность: его очень трудно полноценно перемешать со смолой, для этого необходимо разогревать смесь на водяной бане до 50–60° С и перемешивать в течение 2–3 часов.

ДЭГ-1 – не самостоятельный пластификатор, а эпоксиалифатическая смола, которая может использоваться в его качестве. Это вещество желтого цвета более густое, чем ДБФ. Соотношение с основной смолой – 2–5%. Надежно перемешивается без нагрева, делает смолу менее вязкой, предпочтительна в употреблении для «самодельщиков». Цена ДЭГ-1 – 300 руб./кг. Смесь смолы ЭД-20 и пластификатора ДЭГ-1 производится под маркой КДА.

Наполнители.

В качестве наполнителей обычно используют древесные опилки, тальк, аэросил. Аэросил (диоксид кремния SiO2) – легкое порошкообразное вещество белого цвета – обычно продается в мешках по 5 кг. В основном аэросил применяется для изготовления шпатлевки и как загуститель, чтобы предотвратить стекание смолы с вертикальных и наклонных поверхностей.

 Такая шпатлевка подходит для грубого выравнивания поверхностей, заливания стыков. Обычное соотношение – 1–4 % по объему. В таком соотношении смола становится менее текучей и хорошо держится на наклонных поверхностях.

 Аэросил – очень легкий материал, его очень трудно размешать со смолой, поэтому советуем сначала растворять его в пластификаторе, а потом уже заливать в смолу. При работе с аэросилом соблюдайте осторожность, поскольку материал этот очень легкий и летучий.

Растворители.

Растворители обычно очень редко добавляют в смолу, только в крайнем случае, когда необходимо сделать ее просто более жидкой. Наше мнение по поводу применения растворителя однозначно – добавлять его никак не более 2–3% от объема смолы.

 Дело в том, что растворитель испаряется быстрее, чем полимеризуется смола, отсюда в ламинате получаются крошечные отверстия, которые в дальнейшем пропускают воду. При работе с эпоксидными  смолами есть технологические приемы, когда вязкость смолы не будет играть решающего значения.

Типичные мифы о эпоксидной смоле.

«Эпоксидная смола токсична и работать с ней очень вредно».

О токсичности эпоксидной смолы говорят все кому не лень, но тот, кто хотя бы раз был на производстве, где работают с полиэфирными смолами, знает, какой там стоит запах.

 На небольших отечественных верфях проделывают следующие вещи: отечественную «полиэфирку», имеющую запредельные характеристики по стиролу и другой «воняющей» гадости, разбавляют более экологически чистыми импортными смолами.

 Стоит принюхаться к новой полиэфирной лодке, особенно в жаркую погоду и особенно в каюте – резкий запах стирола стоит там порой два-три года. Если разобраться, что же токсичного в эпоксидной смоле?

 Сама смола не выделяет ни запаха, ни вредных летучих соединений; отвердители же пахнут нашатырем, но в соединении со смолой готовый продукт абсолютно не токсичен.

В цехах, где работают с эпоксидной смолой, нет необходимости в мощной вентиляции.

 Такая же смола используется при устройстве полов на фармацевтических предприятиях и в крупных супермаркетах, а также для изготовления и герметизации емкостей под жидкости

.

 Для всех перечисленных сфер применения смолы санитарно-гигиенические нормы гораздо более жесткие, чем на производстве лодок.

«Работа с эпоксидной смолой сложная и требует дорогого профессионального оборудования»

Основная сложность работы с эпоксидными смолами возникает из-за ее более высокой вязкости по сравнению с полиэфиркой. Как и при работе с полиэфирной смолой, важно соблюдать технологию, уже опробированную другими, что исключит ошибки и брак.

 Применительно к мелкосерийному или штучному производству стоимость необходимого инструмента (кисточки, валики, весы, тара и т.д.) и расходного материала ничтожна, и при использовании метода ручной формовки этот инструмент ничем не отличается от используемого в полиэфирном производстве.

Однако есть один нюанс: если мы работаем с самой прочной композицией (ЭД-16+ДЭГ-1+М-4) желательно провести процесс постполимеризации. Необходимо отформованную и отвержденную деталь разогреть до температуры 50–60° С на 2–3 ч, что возможно даже в кустарных условия с помощью электрических или газонагревательных приборов.

Такая деталь после окончания постполимеризации станет прочнее в 2–3 раза, поэтому этот процесс нередко именуют «закалкой».

«Изделия из эпоксидной смолы получаются очень дорогие»

Сравнивать стоимость полиэфирной и эпоксидной смолы имеет смысл на примере обычной 5-метровой моторной лодки, при этом учитывая, что при равной прочности обшивки за счет эпоксидной смолы готовое изделие получается на 30–40% легче, а срок его службы в несколько раз превосходит срок службы корпуса из полиэфирной смолы.

Теперь цифры. Например, на такой катер ушло 500 кг стеклопластика при соотношении смола/стекло 60:40. Таким образом полиэфирной смолы в корпусе – 300 кг. Цена смолы М-105 – 100 руб./кг., получаем 300×100 = 30 000 руб./кг.

 Реально серийно произведенный в России из эпоксидной смолы корпус катера «Селенга 500» весит 270 кг. Таким образом, смолы там 150 кг. Цена смолы ЭД-20 – 175 руб./ кг., 150×175 = 26 250 руб. Как говорится, комментарии излишни…

Технологические приемы.

Общеизвестно, что наилучшее соотношение смола/стекло50/50. Как надежно и равномерно пропитать ткань и при этом не перерасходовать смолу?

Мы использовали следующий технологический прием.

Накрываем полиэтиленом стол (чтобы пленка не сдвигалась, прикрепляю ее скобами), потом взвешиваем на весах необходимое количество стеклоткани. Например, полотно длиной 5 м весит 1500 г.

 Приготавливаем 1500 г смолы, разливаем половину объема под ткань, расположенную на полиэтилене, и распределяем равномерно по всей площади, затем берем резиновый шланг и наматываем полотно максимально туго, чтобы сквозь ткань пропитывалась смола.

 Замотав половину ткани на шланг, укладываем вторую половину ткани и повторяем процесс. Накрученная таким образом ткань равномерно пропитывается, и смола распределяется, не оставляя сухих мест на ткани.

На такой способ пропитки волокна уйдет не больше 15 мин., за такое непродолжительное время смола не успевает «вскипеть», и у вас не будет необходимости наносить дополнительное количество смолы, тем самым не перерасходывая ее.

 Даже если смола и будет немного густой, можно дополнительно распределить ее по стеклоткани шпателем. Накрученную на шланг ткань укладываем на подготовленную поверхность при помощи шпателя с последующим разглаживанием валиком.

Получится равномерно пропитанная стеклоткань с соотношением 50/50 со смолой. Замерив заранее всю стеклоткань, необходимую для производства корпуса, можно будет точно проконтролировать его вес. Такой способ нанесения смолы поможет сэкономить время и получить достойный по качеству результат. Необходимые инструменты:

– весы;

– шпатели (шириной 200 мм);

– прикаточные валики;

– резиновые шланги диаметром 40–60 мм и длиной 1200 мм;

– стол (1200×2500);

- полиэтилен.

Как и в каком количестве размешивать смолу.

Способом, описанным выше, можно размешивать относительно большое количество смолы одновременно (за один замес мы использовали до 5 кг смолы), но главное здесь время – если вы ее используете за 5–10 мин., ничего не произойдет, и смола не «вскипит». 

Если вам нужно небольшое количество смолы на время от 15 до 30 мин., используйте неглубокую и широкую тару. Но лучше не смешивайте более 700 г за один прием, хотя эти цифры и не абсолютны. Сначала заливайте отвердитель в приготовленную тару, а затем вливайте смолу (хотя многие советуют обратную последовательность действий). Объясняем почему.

Во-первых, когда вырабатывается вся смола, то на следующий день тару можно будет использовать повторно, во-вторых, плохо размешенная смола остается снизу, а это приведет к тому, что появятся участки, где смола останется липкой и не схватившейся из-за недостатка отвердителя. Не ставьте готовую смесь возле источников тепла – это ускоряет процесс полимеризации, смола может «вскипеть».

Если в помещении слишком жарко, используйте за один раз меньшее количество смолы, оптимальная температура – 20–23° С. Если на поверхности ламината появилась белесая пленка, немного липкая, этот процесс называется карбонизацией и происходит из-за повышенной влажности в помещении.

Практические советы по работе со стеклотканью.

Надо знать, что самый крепкий и прочный стеклопластик вне зависимости от размера будущего изделия получается на основе тканей сатинового переплетения, обычное обозначение (Т-11, Т-13 и т.п.).

 У такого ламината нет конкурентов среди тканей иных типов плетения, однако такая ткань более плотная и требует тщательной пропитки, склонна к образованию морщин и пузырей. Она практически не тянется, ее лучше использовать в первых и последних слоях, а также для оклейки деревянных деталей.

Обозначение тканей для ровингов и стеклорогож – ТР (ТР-025, ТР-056, ТР-07). Это менее прочные ткани, где цифры обозначают вес 1 м2 в килограммах. Они более подходят для средних слоев, а также изготовления матриц и других толстых оболочек.

 Хорошо пропитываются и укладываются (хотя чем толще ткань, тем хуже она укладывается на радиусах), неплохо тянутся и практически не создают воздушных пузырей.

Стекломат как серьезный материал менее всего подходит для «самодельщиков». Он очень хрупкий, но из-за дешевизны и простоты работы с ним более подходит для использования при серийной постройке из полиэфирной смолы.

При выборе стеклоткани следует обратить внимание на то, какой замасливатель использует завод-изготовитель. Импортные ткани и некоторые отечественные производители используют силановые добавки – такая ткань не требует отжига и сразу готова к употреблению.

 Некоторые отечественные производители тканей в качестве замасливателя применяют машинное масло или парафин, и такую ткань необходимо обжигать. Обрабатывать ткань газовой горелкой следует очень аккуратно, не пережигая, до светло-коричневого цвета.

В заключение надо сказать,  что современные эпоксидные смолы наиболее подходят для самостоятельной постройки, так как обладают наилучшими показателями по прочности и долговечности.

Артур Уракаев, Олег Токарев.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №230.

Фанера для постройки лодок - выбери, сшей и склей.

Множество маломерных судов строится по методу «сшей и склей» из так называемой морской фанеры, для которой имеют значение два фактора – материал (порода древесины) и стандарт, по  которому она изготовлена. При выборе породы производители исходят, в первую очередь, из коммерческой доступности, а потребители – скорее из традиций, нежели из инженерного обоснования применения того или иного вида плит.

 При этом на слуху постоянно находятся два укрупненных вида фанеры:

1) морская, изготовленная из шпона окуме (Acuomea Kleinea, растет в тропических лесах стран бассейна р. Конго, древесину также часто называют габун, африканское красное дерево, окуме BS1088 и т. д.).

 Фанера из окуме производится на фабриках Франции, Голландии, Италии, Греции, Израиля, США и из подвидов дерева шорея (Shorea, филиппинское красное дерево, произрастает в прибрежных лесах стран южной части Тихого океана). Фанера из нее менее распространена и известна под торговыми названиями «луан» и «меранти».

В настоящее время существуют и такие коммерческие позиции, как «белый луан» (из шореи альмон), «желтый луан» (мерсава), «красный луан» (из шореи черной) и «красный меранти» и др. Морская фанера марки «меранти» редко встречается толщиной меньше 6.2 мм, в то время как фанеру окуме изготавливают также и небольшой толщины.

Различаются плиты также по весу (для примера, один лист фанеры окуме размерами 1.22 x 2.44 м и толщиной 4 мм будет весить от 5.4 до 7.3 кг, а «меранти» – от 8.6 до 10.9 кг);

2) морская, изготовленная  из шпона древесины твердых не «морских» пород (береза бук и др.) и древесины мягких, также не «морских» пород (сосна, кедр и др.).

Справедливости ради следует отметить, что примененный при изготовлении фанеры стандарт имеет превалирующее значение, а шпон для морской фанеры приходится изготавливать из доступной промышленной древесины (американские породы хвойных деревьев, твердопородные ясень, береза дуб, бразильские ятоба, фава и т.д.) большей частью без оглядки на совокупность ее традиционно ценимых «морских» качеств (декоративных, биологических, механических).

 При этом надо учитывать, что фанера с декоративной финишной облицовкой тонким шпоном плохо подходит для реализации конструкционных задач и/или для наружной отделки и используется в основном для внутренней отделки помещений и изготовления мебели.

Рынок морской фанеры сегментирован. В самом дорогом сегменте предлагается исключительно дорогая конструкционная фанера европейского производства, изготовленная как правило, в соответствии с британским стандартом и сертифицированная каким-либо классификационным обществом.

 Поставляется она заводами под заказ, и цена на нее варьируется в зависимости от предлагаемой гарантии (от 5 до 25 лет) и доходит до 20 тыс. долл. США с лишним за 1 м³. . Далее по ценовой шкале идет целая гамма всевозможной фанеры, разобраться в свойствах которой бывает непросто даже опытному профессионалу.

 Начать надо с фанеры с наружными слоями из лущеного окуме от европейских производителей (реже встречаются качественная фанера «меранти»). Внутренние слои шпона изготавливаются из более дешевых доступных пород (березы, бука, изредка – тополя или иных пород той же ботанической группы, произрастающих в странах Юго-Восточной Азии а также из хвойных пород).

 Продается такая фанера по ценам от 2 до 8 тыс. долл. США и более за кубометр. При этом надо понимать что в нижней части ценовой шкалы, как правило, присутствует фанера, произведенная в Китае, зачастую под именем европейского американского или японского продавца.

 Вообще, за последние пять-шесть лет китайцы сделали все для того, чтобы отвернуть покупателей на всех континентах от своей «морской» фанеры. Основные нарекания касаются лущеной тонкой (до 1 мм) «рубашки» негарантированного качества и внутренних слоев из шпона неясного происхождения, склеенного в платформы также  негарантированного качества.

 Кроме того, следует отметить, что поставщики не всегда уверены даже в количестве слоев шпона, и потому фанера в действительности может отличаться по количеству слоев, что, естественно, сказывается на ее конструкционных свойствах. Заявления же этих производителей о соответствии их фанеры стандарту BS1088 в подавляющем числе случае – всего лишь реклама.

Если забыть о критичности весовой характеристики, полном отсутствии декоративных свойств и относительной дороговизне, то российская бакелитовая березовая фанера вполне может подойти для применения в ряде конструкционных работ.

Самое сложное при выборе морской фанеры – найти продукцию, обладающую комплексом полезных свойств, а именно: гарантированными прочностью, декоративностью, влаго- и водостойкостью, доступностью и ценовой «подъемностью».

 В этом очень специфичном сегменте предложения на рынке крайне ограничены. Зачастую, если не принимать во внимание теоретическую возможность разместить спецзаказ, то число вариантов предложений сузится до эксклюзива.

 Все традиционные регионы поставок фанеры могут оказаться бесперспективными вследствие сложности решения логистических задач и экономической бесперспективности таких проектов.

При выборе фанеры следует обращать внимание на сорт, зависящий от качества шпона. Обычно при классификации используют буквы A, B, C и D или цифры от 1 до 4. 

В зависимости от примененного стандарта (ГОСТ, HPWA/ANSI, EN, и т.д.) для указания качества могут применяться комбинации букв, например, СР – для указания 3-го сорта по ГОСТ или ВВ – для указания 1-го сорта по HPWA и т.д.

 Буква А означает высший сорт фанеры, без видимых поверхностных дефектов и с очень хорошей шлифовкой. Фанера марки D, напротив, имеет максимально допустимое количество поверхностных дефектов.

 Обозначение марок состоит из двух букв, одна из которых характеризует лицевую сторону фанеры, а другая – обратную, а также дает понимание об иных качествах панели. Так лист фанеры сорта В/СР будет очень хорошо отшлифован с лицевой стороны и относительно слабо – с обратной.

Британский стандарт BS определяет четыре типа клеевых соединений: фенолформальдегидный (атмосферостойкий, стойкий к горячей и холодной воде, нагреву и микроорганизмам), термоустойчивый, влагоустойчивый и, наконец, изолирующий (последний прочен, но неустойчив к влаге).

Фанера для внутренней отделки помещений и изготовления мебели производится из различных и твердых (березы, ольхи, бука дуба, вишни) пород, и мягких пород дерева (хвойные, тропические породы с особыми свойствами и т.д.).

Фанера для наружной отделки – самая распространенная, изготовляется из различных видов твердой древесины. При ее производстве применяют сорта клея, более устойчивые к влаге, чем используемые при производстве фанеры для внутренней отделки.

 Наиболее распространены такие ее сорта, как В/С, ВВ/СС, СDX. Фанера для судостроения должна обладать высокой влагостойкостью, поэтому при ее изготовлении применяют самые лучшие сорта клея и самые высокие стандарты качества при ограниченном выборе древесины.

 Наиболее распространенные сорта фанеры, применяемые в конструкционных работах, это СС+/СС+ или СР/СР по ГОСТ и ВВ/СС (что-то вроде В-/СР+ – по ГОСТ), а в отделочных работах – ВВ/ВВ или ВВ/СС (В–/ В– и В–/СР+).

Также при выборе фанеры следует обращать внимание на толщину внешних листов шпона. Для наружного применения используется фанера повышенной влагостойкости с внешними слоями из лущеного шпона толщиной не менее 1 мм, а в морском исполнении – не менее 1.3 мм.

 При этом для особых целей, например, для настила палубы, может быть использована фанера с наружными слоями из строганого толстого шпона и частью внутренних слоев, изготовленных из иного материала с изолирующими свойствами резины, листового ПВХ и т.д.

Для интерьеров используется рядовая влагостойкая фанера, отделанная лущеным или строганым шпоном и обладающая требуемой комбинацией характеристик, таких как вес, декоративность, гибкость, допуск по толщине и т. д. Для ряда целей вполне могут также подойти и отделанные строганым шпоном древесные плиты (МДФ, ДСП).

Морскую фанеру производят в соответствии с целым комплексом стандартов, касающихся прежде всего качества древесины, допустимого количества и размеров сучков и трещин, типа клея, влажности, допусков по толщине слоев и т. д.

 Продается она со ссылкой на стандарт, например, на британский BS1088 или BS6566. Фанера, отвечающая первому стандарту, производится из древесины окуме, имеет высшее качество, без дефектов сердцевины, тогда как отвечающая второму стандарту допускает наличие некоторых дефектов поверхности с одной или обеих сторон.

При постройке по методу «сшей и склей» можно игнорировать большинство требований стандарта BS1088 (относительно толщины, неоднородности слоев, типа древесины, гнилостойкости, небольших дефектов наружного слоя и главное – типа клея), поскольку они не так важны (за исключением требования по отсутствию пустот в сердцевине), как соблюдение технологии постройки.

 Это расширяет выбор фанеры. Единственная задача ее – играть роль прочной сердцевины конструкции типа «сэндвич», усиленной с обеих сторон сплошным водонепроницаемым покрытием из стеклопластика на эпоксидной смоле и тканом стекловолокне.

Необходимо помнить о том, что водостойкость фанерной обшивки на вашей лодке будет зависеть от качества ее покрытия эпоксидной смолой. Если это будет сделано как надо, то она останется на 100% атмосферовлагостойкой и устойчивой к воздействию ультрафиолета.

И, наконец, когда дело доходит до интерьеров и судовой мебели, выбор фанеры превращается в еще более сложную задачу, но уже по причине большого выбора плит с разными свойствами и по разным ценам.

В рамках данной статьи нет смысла подробно описывать все возможные виды данной фанеры. Как правило, российский покупатель обращается к березовой фанере, не обременяя себя поиском альтернатив.

 И напрасно, поскольку правильный подбор плит, отвечающих заданным характеристикам, позволит сэкономить, например, в весе, если применять сверхлегкую фанеру, или в трудозатратах и опять-таки в весе, если речь идет о применении гибкой фанеры для изготовления закругленных деталей интерьера (удельный вес сверхлегкой фанеры в два раза меньше аналогичного показателя березовой фанеры).

ООО «ПЕНРУС». Москва, ул. 1-я Миусская 24/22, стр.2, оф.8 тел. (495)775-24-31/32/33, 229-68-07/08/09 penrodjl@online.ru; www.penrod.ru.

Источник:  «Катера и яхты»,  №211.