О проблемах ремонта современных стеклопластиковых корпусов

О проблемах ремонта современных стеклопластиковых корпусов

Не в сети

Стекловолоконный композит (fiber glass composite, файбергласс композит, ФГК, стеклопластик, стеклокомпозит) – стеклонаполненный материал на основе синтетического полимерного связующего.

Конструкции, здания и сооружения из стеклокомпозитного профиля могут служить до 70 лет. По сравнению с другими материалами композиту присущи следующие достоинства: легкий удельный вес (в 4 раза легче стали) при сравнимой механической прочности, теплопроводность близкая к дереву, также материал не скользит и не обледеневает, является диэлектриком, устойчив к агрессивным средам и коррозии.

Мировой опыт показывает, что замена стали на стеклокомпозитные профили позволяет снизить сметную стоимостьстроящихся объектов на 10–20%, в то время как их эксплуатация не требует никаких затрат.

Меню пользователя Еврокомпозит

Посмотреть профиль

Профиль портала

Фотоальбом

Найти ещё сообщения от Еврокомпозит

Не в сети

В настоящий момент возможно многие слышали, а может быть даже и держали в руках композитные материалы. Но мало кто использует эти материалы на практике или использует? Может быть кто то поделится своим опытом работы с композитными материалами на практике? Каков он в реальности? Какие почерпнул для себя достоинства и недостатки?

Меню пользователя Еврокомпозит

Посмотреть профиль

Профиль портала

Фотоальбом

Найти ещё сообщения от Еврокомпозит

Не в сети

В настоящий момент на российском рынке появляются новые строительные материалы. Одним из них является стеклопластиковый профиль из стеклокомпозитных материалов. Возможно для многих это понятие слышится впервые, но стеклопластиковый профиль практически по всем характеристикам превосходит профили, которые изготовлены из традиционных материалов.
К преимуществам стеклокомпозитных материалов можно отнести:
– высокие физико – механические свойства;
– химическая стойкость;
– атмосферостойкость;
– широкий диапазон рабочих температур;
– эстетичный вид;
– экономичность эксплуатации;
– низкая теплопроводность;
-возможность выпуска пожаростойким (Г1);
– различные варианты конструкций,
-малый вес..

Меню пользователя Еврокомпозит

Посмотреть профиль

Профиль портала

Фотоальбом

Найти ещё сообщения от Еврокомпозит

Не в сети

Строительство теплицы с использованием стеклопластикового (стеклокомпозитного) профиля.
Перед началом строительства теплицы, многие задумываются, какие материалы подойдут для этого? Что может обеспечить долгосрочное использование теплицы при минимальных затратах? Вопрос не из простых.
В первую очередь необходимо определить период использования теплицы. Ведь теплицы тоже делятся на категории. Одни предназначены для сезонного использования под рассаду, а другие для всесезонного выращивания растений.
Если в первом случае, как правило, для покрытия теплицы используется полиэтиленовая пленка и покрывается ей каркас теплицы только перед непосредственным использованием. Другими словами такая теплица используется относительно короткое время и не подвергается разнообразной нагрузке. Конечно, для такой теплицы не потребуется устройство мощного каркаса, способного выдерживать нагрузку от ветра и снега. Другое дело, если потребовалось устроить теплицу, которую будут использовать круглый год, тут есть о чем задуматься.
Современные материалы, для покрытия теплицы, имеют большой срок службы. Как правило, он составляет 10 – 20 лет. Конечно, имея такой материал покрытия, каждому хозяину теплицы хочется иметь каркас под стать долговечному материалу. Поэтому все внимание владельцев переключается на использование стеклопластикового (стеклокомпозитного) профиля и труб.
Чтобы понять, что лучше использовать для каркаса своей теплицы, необходимо более детально рассмотреть данный материал.
Для строительства теплиц традиционно используют – крашенные трубы или профиль из металла.
Представим, что у нас есть теплица с каркасом из профильной трубы и покрытием из поликарбоната.
• Используя поликарбонатное покрытие и каркас из профильной трубы, приходится увеличивать пролеты между несущим каркасом, профильная труба довольно затратна.
• В итоге сильно снижается прочность поликарбонатного покрытия, оно может сломаться от незначительной нагрузки снега или сильного порывистого ветра.
• Если уменьшить пролеты, тем самым увеличив количество элементов каркаса, себестоимость теплицы возрастет в разы.
Но и это еще не все.
• Многие наверно видели такую трубу в продаже. Сверху она покрывается порошковой краской.
• Предлагая данный материал, продавцы как раз делают упор на данное покрытие, суперсовременно, долговечно, надежно.
Но надо понимать, что какое бы красочное покрытие не было, порошковое или обычное, это всего лишь красочное покрытие.
Малейшее механическое воздействие, при транспортировке, сборке и т.д, и на данном каркасе появляются маленькие сколы краски, вы даже можете их вначале и не заметить.
Что в таком случае произойдет? Ваша теплица обречена.
• Через 1,5 – 2 года краска начнет терять внешний вид, в местах сколов появится ржавчина, при этом если заметно будет небольшое пятно, то на самом деле поверхность трубы пораженной ржавчиной будет намного больше.
• В конечном итоге такая конструкция прослужит не более 4 – 5 лет.
Плохо? Да, но и это еще не все.
• Приобретая такой каркас стоит знать, что защитное покрытие на данном материале находится только с наружной стороны.
А как же внутренняя сторона? Она совершенно не защищена.
• В условиях теплицы, где водяные испарения соседствуют с теплым воздухом, это смерть для каркаса в самые короткие сроки. Мы не зря предрекли срок службы такому каркасу 4 – 5 лет, это в лучшем случае.
Не один опытный садовод не станет использовать данный материал в конструкции своей теплицы. Так что же они предпочитают?

Опытные садоводы предпочитают стеклопластиковый профиль
Они предпочитают каркас теплицы из стеклопластикого (стеклокомпозитного) профиля.
Не будем сразу говорить да этому материалу, давайте что говорится, рассмотрим его со всех сторон и под более пристальным увеличением.

Что такое стеклопластиковый профиль?

Стеклопластиковый (стеклокомпозитный) профиль изготавливается методом пултрузии. Процесс пултрузии заключается в протягивании через нагретую фильеру стекломатериалов, пропитанных полимерной смолой. В фильере происходит термореактивный процесс полимеризации смолы. Таким образом, на выходе фильеры получают полностью сформированный профиль заданного сечения.
Стеклопластики обладают:
– очень низкой теплопроводностью (примерно, как у дерева),
– прочностью как у стали,
– биологической стойкостью,
– влагостойкостью ( эксплуатация при повышенной влажности 90 %)
– атмосферостойкостью полимеров,
– устойчивостью к коррозии,
– являются диэлектриками,
– устойчивостью к ультрафиолету,
– и т.п
При изготовлении равнопрочных конструкций из стали и стеклопластика, стеклопластиковая (стеклокомпозитная) конструкция будет в несколько раз легче. Коэффициент линейного расширения стеклокомпозита близок к стеклу (составляет 11-13×106 1/°С), что делает его наиболее подходящим материалом для светопроницаемых конструкций. Плотность стеклопластика, полученного путем прессования или намотки, составляет 1,8-2,0 г/см3. Конструкции из стеклопластика не требуют окраски и обработки кромок. Заметим, при использовании профиля из метелла требуется дополнительная обработка швов, что в свою очередь увеличивают сумму затрат.
Мировой опыт показывает, что замена стали на стеклокомпозитные профили позволяет снизить сметную стоимость строящихся объектов на 10–20%.
Стеклопластиковый профиль очень легок в монтаже. С ним в полнее может справится , даже один человек. Сама сборка каркаса в обязательном порядке подразумевает сборку и крепление отдельных элементов в один прочный и надежный каркас. В основном крепеж каркаса осуществляется с помощью заклепок, саморезов и болтов. Это предполагает обрезку и сверление отверстий в стеклопластиковом (стеклокомпозитном) профиле. Конструкции из стеклопластика не требуют окраски и обработки кромок.
Каркас из композитного профиля для теплицы прослужит Вам от 50 и более лет.

О проблемах ремонта современных стеклопластиковых корпусов

Знаете ли вы, что такое дициклопентадиен? Если ваша стеклопластиковая лодка требует ремонта, вам нужно изучить, что означает это слово.

Ремонт стеклопластиковых корпусов и палуб лодок, построенных полтора – два десятилетия назад, не составляет большой проблемы для умелых владельцев или экипажей. Но когда вопрос касается более новых лодок, выпускаемых после 90-х годов, то «самодельный» ремонт встречается с трудностями определенного порядка.

Около 15 лет назад резко ужесточились законы относительно ограничения количества канцерогенных летучих органических соединений, воздействию которых подвергались работники верфей. Смолы и гелькоуты, применяемые в судостроении и являющиеся источниками таких веществ, с тех пор были постепенно изменены в своем химическом составе для уменьшения эмиссии вредных веществ. Это, безусловно, принесло большую пользу как судостроителям, так и окружающей среде. Но новые, измененные смолы сделали и постройку лодок, и их ремонт, значительно более требовательными технически, чем это было прежде.

Полиэфирная смола, применяемая при постройке практически всех пластиковых корпусов, приобретает твердость и прочность в результате реакции при введении отвердителя. Смола – полимер и имеет длинные цепи молекулярных структур. Отвердитель – мономер, способный соединить эти цепи прочными связями между собой. Когда нужное количество отвердителя введено в смолу и смешано, эти две жидкости взаимодействуют, и образуют твердую и прочную структуру полимерного пластика. Мы говорим – смола встала.

При комнатной температуре неразбавленная полиэфирная смола обычно имеет вязкость как у меда. При такой вязкости она практически не смогла бы качественно пропитать стекловолокно. В «старые» полиэфирные смолы обычно добавляли мономер – стирол (этилен-бензол), разбавитель, и это снижало их вязкость. Таким образом производились смолы, пригодные для пропитки стекловолокна при ручной укладке, и для напыления смолы с рубленным стекловолокном при формовке корпусов в матрицах. Такой метод являлся стандартным для производства стеклопластиковых судов прогулочного флота. Испаряющийся стирол и был тем, что большинство людей называют «запахом стеклопластика» в процессе строительства или ремонта.

Чтобы уменьшить содержание стирола в смоле был предназначен другой ингредиент – дициклопентадиен, который в различных пропорциях теперь добавляют в смолы в течение последних 15 лет. Поскольку дициклопентадиен обладает низкой вязкостью, в содержащие его «гибридные» смолы можно добавлять лишь незначительное количество стирола и при этом получать полиэфирную смолу с вязкостью пригодной для производства стеклопластикового ламината. Начиная с 2000 года практически все производители стеклопластиковых корпусов в США использовали смолы с тем или иным количеством дициклопентадиена в их составе. Если ваша лодка была изготовлена в конце 90-х годов, то наверняка это вещество есть в составе ее стеклопластикового ламината. Если так, то возникают некоторые трудности, когда приходит время ремонта.

Если вы яхтсмен со стажем, то отлично помните запах «новой лодки» из стеклопластика, который может сохраняться годами. Несмотря на то, что лодка была построена в соответствии с технологией , мы чувствуем этот запах, который исходит от не полностью «вставшей» смолы в ламинате корпуса, палубы и набора. Смолы с большим содержанием стирола были обычным явлением в 70-х и 80-х годах, и если при изготовлении ламината мономер (стирол) не прореагировал весь с полимером (смолой) еще в начальной, жидкой фазе отверждения смолы, то он остается в массе стеклопластика. В процессе многолетней эксплуатации лодки – при ее многократном нагревании и охлаждении, в конце концов, смола окончательно «встанет» или лишний стирол все же испарится из пластика, но это может произойти очень не скоро.

Не полностью вставшая смола не всегда означает, что корпус в целом имеет структурные, прочностные проблемы, поскольку обычно строители набирают толщину ламината в конструкции больше, чем необходимо для обеспечения прочности. Но иногда можно встретиться с проблемами косметического характера. Не полностью вставшая смола размягчается под воздействием повышенной температуры, и гелькоут не обладает достаточной твердостью. В самом ламинате размягченная смола при нагревании расширяется значительно больше, чем стекловолокно, а затем дает усадку. Это приводит к проявлению видимой рельефной структуры стекломатериала на поверхности корпуса в виде маленьких бугорков и впадин. Особенно страдают этим недостатком корпуса темного цвета, вследствие их большего нагрева солнечными лучами.

Проявление структуры стеклоткани на поверхности гелькоута очень редко можно встретить на хорошо сделанных лодках последнего десятилетия, где применены смолы с дициклопентадиеном и другими новыми ингредиентами, которые способствуют полному отверждению смолы в течение дней, максимум – недель, а не месяцев и лет, как это было прежде. Это замечательно для косметического эффекта, но создает проблемы при вторичной выклкйке по уже отвердевшему ламинату – именно то, с чем мы встречаемся при ремонте.

Вторичная выклейка (или ламинирование) предполагает приклейку, приформовку свежего стеклопластикового ламината к уже отвердевшему. В случае с «новыми» стеклопластиками прочность соединения отвердевшего ламината со свежим будет обеспечиваться лишь адгезией смолы к «старой», химически инертной, поверхности. В этом случае соединение на молекулярном уровне произойдет на глубину слоя лишь нескольких молекул, что значительно слабее, чем образование единого полимерного блока. Но если вы возьмете пахнущий стиролом, старый корпус лодки для ремонта, то у вас не будет никаких проблем с этим – новый ламинат свяжется со старым в единую полимерную структуру на молекулярном уровне вследствие того, что старый пластик еще не полностью встал и способен к продолжению химических реакций.

Теперь даже судостроители, работающие со смолами, содержащими дициклопентадиен, должны учитывать прочность присоединения элементов вторичного ламинирования когда они строят новые лодки. В ресурсе имеется только три или четыре дня, пока смола еще полностью не встала (и является green – зеленая, молодая), для того чтобы получить монолитный композит на молекулярном уровне при соединении стеклопластиковых деталей в единое целое или наложении дополнительных слоев ламината. Внутренний, силовой набор корпуса – стрингера, флоры, переборки и проч. должны быть вставлены на место и приламинированы к корпусу в течение этого короткого временного «окна». Даже небольшое количество ультрафиолетового излучения в солнечный день может сократить этот период от нескольких дней до нескольких часов.

Некоторые верфи имели серьезные проблемы с рекламациями по поводу отслоения силового набора от корпуса в процессе эксплуатации лодок. Один из примеров в моей практике сюрвейера ярко отражает эту «детскую» болезнь новых технологий.

«Я сидел за штурманским столом, когда мы меняли галс», – рассказывал мне ошеломленный владелец. «Неожиданно раздалась очередь громких, рвущихся звуков, и моя нога была подброшена вверх на пару дюймов. Когда я осмотрелся внутри, то оказалось, что все панели пайолов в салоне оказались приподняты».

Даже быстрый взгляд в трюм, под пайолы, обнаружил, что почти все килевые флоры оторвались от днища – не радостный факт во время оффшорного плавания, особенно с учетом того, что лодка перегонялась для всеобщего обозрения на бот-шоу.

Глядя на проблему

Какие же особенности должны вы учитывать, и какие методы применять, если вам предстоит ремонт одной из таких лодок? Как добиться надежного соединения нового ламината со старым? Как вы можете убедиться в надежности и целости конструкции имеющейся лодки?

Проблемы со вторичным (построечным) ламинированием у новой лодки обычно могут быть легко обнаружены в местах, где шпангоуты, стрингера, флоры и фундаменты оборудования присоединены к корпусу посредством приклейки и ламинирования «мокрым» уголком. Просто смотрите вдоль линии соединения – нет ли там трещин. Или, вооружившись отверткой или легким молоточком, простучите интересующие вас места, и слушайте звук. Он должен быть плотным и звонким. Необычный, глухой, дребезжащий или «пустой» звук сигнализирует о проблемах. Обозначьте проблемные места, и внесите их в план ремонта.
Если ваша лодка не показывает признаков проблем вторичного ламинирования, будьте настороже, если лодка построена позже конца 90-х. Хотя сегодня нет никаких причин считать, что ваша лодка не может быть правильно отремонтирована, я знаю только о двух случаях, когда верфи отзывали лодки по таким причинам. По большей части они стремятся ремонтировать их. Эти лодки были построены на заре применения «новых» смол, когда правильные технологии еще не были точно установлены и внедрены в производство.

Внимательно проэкзаменуйте структуру расслоившегося ламината. Это даст вам некоторые мысли относительно природы разрушения. Особое внимание обратите на поверхности разошедшегося клеевого соединения. Если эта поверхность шершавая, с торчащими волосками стекломатериала – то это хорошо. Если же поверхность блестящая, то это означает, что имеется реальная проблема вторичного ламинирования на верфи, и возможно, весь силовой набор лодки не имеет надежного сцепления с корпусом. В этом случае вам необходима дополнительная предосторожность и постоянный контроль.

Тестирование пластика на наличие дициклопентадиена и определение прочности соединений вторичного ламинирования не может быть проведено по наитию, и требует определенных химических и механических тестов в лабораториях. Эти тесты могут быть весьма дорогостоящими, но их можно произвести с небольшими образцами ламината, вырезанного из корпуса.

Другой аспект ремонтных работ со стеклопластиковым ламинатом, который нужно иметь в виду, это необходимость механической его обработки, при которой образуется большое количество токсичной стеклянной пыли. Определите площадь подготавливаемой под оклейку поверхности. Поскольку вам предстоит вторичное ламинирование, то для повышения прочности ремонтного места крайне важно зачистить поверхность на площади равной 10-12 толщин основного ламината. Например, вы хотите закрыть 5-сантиметровое неиспользуемое отверстие в однослойном стеклопластиковом корпусе 12-миллиметровой толщины. Ремонт должен производиться как с наружной, так и внутренней стороны обшивки борта, что является стандартом для ремонта подводной части корпуса. Зачищаемая зона должна распространяться на 15 см. во все стороны от отверстия. Неожиданно, ваша 5-сантиметровая дыра превратилась в ремонтный участок диаметром 30 сантиметров! Обработанная под оклейку поверхность должна быть ровной, и глубина ее постепенно уменьшаться к краям. Поскольку отремонтированный участок никогда не может иметь прочность равную и исходным целым участком, то площадь под оклейку ремонтного места имеет критическое значение – чем она больше, тем меньше нагрузки приходится на единицу площади вторичного ламината.

Подбор стекломатериала

Теперь нужно произвести тщательный подбор стекломатериала для ремонта с учетом его типа, веса и ориентации волокон при укладке. Возможно, вам удастся добыть оригинальную схему укладки ламината именно вашего корпуса или других корпусов этой модели у производителя лодки или в ассоциации владельцев – тогда вам повезло. Множество современных, особенно гоночных лодок имеют весьма замысловатую схему укладки стекломатериала, включая применение специфических его сортов – нетканых, би- и три-радиально усиленных материалов. В этом случае важно сделать подбор строго в соответствии с заводской спецификацией. Тканные стекломатериалы – стеклоткани и стекломаты несложно идентифицировать на образцах, и сомнения могут быть только в относительно точном определении плотности материала. Но как быть в том случае, если неясна схема укладки, т.е. направления, в которых укладывались слои стеклоткани при постройке корпуса? В таком случае образец обшивки диаметром 8-10 см. можно отослать в лабораторию на «burnout test» – тест на выжигание. Лаборатория ответит вам с информацией плотности стеклоткани и ее ориентации в образце. Она может быть «0-90» – т.е. уложенная продольно нос-корма, «плюс/минус 45», т.е. уложенная диагонально, или имела место комплексная трирадиальная укладка. Однако это существенные дополнительные расходы: ремонт 10 сантиметрового отверстия в корпусе, оставшегося после вырезания образца, будет кое-чего стоить, плюс расходы на пересылку и сам анализ в лаборатории, не считая нескольких недель ожидания, прежде чем придут результаты.

(От перев. Применительно к нашим условиям, оч.умелые ручки наших владельцев в состоянии самостоятельно провести некое подобие такого теста. Нужно лишь выжечь образец обшивки в пламени горелки, и с учетом того, что стекломатериал не горит, внимательно изучить оставшиеся после выгорания смолы образцы, аккуратно разобрав стопку обугленной стеклоткани. Возможно, вам удастся определить ориентацию слоев и плотность ткани (взвешивая образцы на точных весах, и разделив этот вес на площадь образца). Важно только сразу разметить расположение образца в корпусе, нарисовав на нем стрелку «нос-корма», чтобы не спутать направления волокон.)

Другие важные условия успеха

Когда вы подобрали для ремонта соответствующий стекломатериал, выбор смолы выходит на первое место, и здесь выбор должен быть сужен до подбора соответствующего сорта эпоксидной смолы и отвердителя в соответствии со спецификацией производителя. Вероятно, вам потребуется также некоторое количество гелькоута (для надводного борта). Все это касательно материалов. А как насчет вас самих? Делая такую работу, вам необходимо иметь средства индивидуальной защиты.

Нужно обзавестись несколькими комплектами бумажных костюмов с капюшонами для маляров. Поскольку необрастайка и стеклянная пыль, а также испарения из стеклопластика могут причинить вред вашим органам дыхания, применяйте респираторы с надлежащими фильтрами. Защищайте открытые участки тела – шею, запястья шарфиком и нарукавниками. Кисти рук должны быть защищены пыленепроницаемыми перчатками. Защитные очки и беруши абсолютно необходимы при работе с механическими шлифовальными машинами.

Интересовались ли вы когда-либо, почему так мало травы растет под лодками на стоянке? Необрастающая краска на днище корпусов воздействует и на земные растения, не только на водные. Она также нехороша и для человека – имейте это в виду. Некоторые яхт-клубы требует, чтобы при работе на их территории вы использовали только технику, позволяющую собирать пыль при обработке поверхности корпусов.

При подготовке к ремонту не забудьте обзавестись мензурками или точными весами для дозировки компонентов смолы, термометром для контроля температуры, а также обвесами из плотной ткани, чтобы окружить ними место ремонта, и иметь возможность подключить обогревательный фен для подвода тепла, если возникнет угроза высокой влажности или падения температуры воздуха. И когда все это у вас готово, разработан план ремонта и позволяет погода, смело беритесь за работу.

From Cruising World by Bruce Pfund

Об авторе: Bruce Pfund является экспертом по композитным конструкциям и сюрвейером прогулочного, коммерческого и военного флота. Он также технический редактор журнала Professional Boatbuilder.

О ремонте стеклопластиковых корпусов яхт

Починка корпуса либо палубы яхты из стеклопластика, построенной в 70-х или 80-х гг прошлого века – не сложная задача для опытных владельцев. Однако когда дело касается относительно новых судов, выпущенных в 90-х гг прошлого века и позднее, при самостоятельном ремонте приходится сталкиваться с трудностями. В 90-х гг прошлого столетия ужесточились законы, касающиеся ограничений на содержание канцерогенных летучих химикатов (ЛОВ) в составе смол, негативному влиянию которых подвергались рабочие яхтенных верфей. В результате с целью сокращения эмиссии вредных ЛОВ в химический состав смол и гелькоутов вносились изменения, что привело к улучшению условий труда судостроителей и внесло значительный вклад в экологию. Однако в применении новых смол при судостроении и ремонте скрывались трудности, связанные с их более высокой технической требовательностью.

Полиэфирные смолы, используемые при строительстве яхт, затвердевают и получают требуемую прочность только в результате химической реакции, которая происходит после внесения отвердителя. Отвердитель-мономер связывает длинные молекулярные цепочки смолы-полимера, для отверждения нужно соблюдать правильные пропорции этих веществ. В обычных условиях неразведенная смола имеет вид жидкости с вязкостью, подобной вязкости меда – надежно пропитать стекловолокно при этом она не может, и для снижения вязкости в полиэфирные смолы прошлых десятилетий (до 90-х гг) добавляли разбавитель – стирол. Выделяющийся в процессе стирол и создавал тот «запах стеклопластика», к которому привыкли судомоделисты и рабочие производств по выпуску яхт.

Для уменьшения содержания стирола, который признан слабо токсичным веществом, в состав смол стал включаться дициклопентадиен, обладающий пониженной вязкостью и в который необходимо добавлять лишь малое количество стирола для получения вещества с приемлемой вязкостью. Начиная с 2000-х годов, практически все американские заводы по производству яхт применяют смолы с некоторым содержанием в них дициклопентадиена. И если ваша яхта выпущена в конце 90-х гг прошлого века, почти несомненно то, что этот ингредиент был включен в состав смолы и содержится в стеклоткани в составе судна, вследствие чего при его ремонте возникают определенные трудности.

Смола с высоким содержанием стирола широко применялась в 70-80-х гг прошлого столетия, и если при производстве стеклопластика стирол до конца не вступил в реакцию с полимером еще на первичной стадии отверждения смолы, то в дальнейшем он также находится в составе материала. Яхтсменам того времени хорошо знаком запах нового судна, который издавала не до конца «вставшая» смола в составе элементов судна. На протяжении долгих лет использования судна стирол должен испариться полностью из стеклопластика, но на это может понадобиться слишком много времени.

Наличие не полностью «вставшей» смолы часто свидетельствует о присутствии не только структурных, связанных с прочностью материала, но и чисто внешних проблем. Не до конца затвердевшая смола становится мягкой под воздействием высокой температуры (солнечного тепла), снижая прочность гелькоута, а в самой массе корпуса она расширяется сильнее стекловолокна, при охлаждении давая осадку. В результате на поверхности образуется рельефная структура, включающая выпуклости и впадины. Сильно в этом отношении страдают корпуса темных оттенков, сильнее нагреваемые солнечной радиацией.

Как отмечают специалисты 2yachts, на качественно выполненных яхтах последнего времени редко можно заметить проступание структуры стеклоткани на поверхности гелькоута, поскольку при их сооружении были применены полимеры с дициклопентадиеном и иными современными составляющими, способствующими полному затвердеванию смолы на протяжении нескольких суток. Такие свойства идеальны для достижения визуального эффекта, но при необходимости проведения вторичной выклейки по уже отвердевшей поверхности это создает дополнительные трудности.

Вторичное ламинирование «новых» стеклопластиков обеспечивается только адгезией смолы к химически инертной поверхности и создания единого полимерного блока при этом не происходит, а лишь соединение на глубину слоя в несколько молекул. А вот при выполнении данной операции со стеклопластиком старого типа (пахнущим стиролом) никаких затруднений не возникнет, так как новый ламинат образует единое полимерное соединение (в разы более прочное) с не до конца «вставшим» пластиком, способным к продолжению химических реакций.

По этой причине современные судостроители должны учитывать это свойство смол, содержащих дициклопентадиен. При строительстве новых яхт у них имеется в запасе всего несколько суток, на протяжении которых смола не «встала» и возможно получение монолитного композитного материала при креплении элементов из стекломатериала друг к другу или приламинировании накладных слоев. В течение столь непродолжительного периода должны быть установлены на свои места и прикреплены элементы внутреннего и силового набора корпуса. При этом даже незначительного уровня естественного УФ-излучения в солнечный день может хватить для того, чтобы сократить это временное «окно» с 3-4 суток до нескольких часов.

Обнаружение проблемных участков

Вы можете самостоятельно выявить проблемы со вторичным ламинированием яхты – для этого достаточно провести осмотр вдоль линий крепления посредством приклеивания и ламинирования «мокрым» углом шпангоутов, стрингеров, флоры и фундаментов оборудования. Можно выяснить локацию повреждений и некачественного соединения, простукивая заинтересовавшие вас места молоточком и прислушиваясь к звуку – обычным является гулкий и плотный стук, при возникновении необычного, приглушенного или «пустого» стука нужно отметить эти участки, как проблемные.

Осмотрите внимательно участки расслоившегося стекломатериала, поверхности разошедшихся клеевых соединений – если они шероховатые, с выступающими волосками стеклопластика, то сильно беспокоиться о качестве соединений не стоит. Однако если поверхности гладкие и блестящие – это говорит о серьезных проблемах при вторичном ламинировании на яхтенной верфи и о возможном ненадежном соединении с корпусом всех элементов силового набора. Учитывайте, что проведение проверки на выявление содержания дициклопентадиена в материалах корпуса потребует обращения в специализированную лабораторию и может потребовать значительных денежных затрат.

Выбор материала

Подбор стекломатериала для проведения вторичного ламинирования производят наиболее тщательно – учитывая массу, тип и ориентацию нитей стеклоткани при укладке. Хорошо, если получится раздобыть оригинальную схему покрытия ламината корпуса вашей яхты у судопроизводителя. Многие современные (в особенности – скоростные) яхты обладают мудреными схемами укладки стеклоткани, и тогда подбирать материалы нужно адекватно заводской спецификации. Стекломаты и стеклоткань подобрать будет несложно, трудности возникают с выявлением плотности материалов. Но что делать в случае, если нет уверенности в направлении, в котором происходила укладка слоев материала при строительстве судна? В этом случае потребуется провести тест на выгорание («burnout test»), который даст значение плотности материала и его ориентацию в образце. Однако извлечение образца для проведения теста повлечет дополнительные расходы – они потребуются для заделки отверстия, остающегося после его вырезания, а также для отправки образца в лабораторию и для ожидания ответа.

Необходимыми условиями успешного ремонта стеклопластиковой яхты становятся также правильный выбор (в соответствии с заводскими требованиями) смолы и отвердителя, а также в гораздо меньшем количестве – гелькоута. Потребуется применение средств защиты – одноразового малярного комбинезона, респираторов с надежными фильтрами от стеклянной пыли, защитных очков для работы с шлифовальным электроинструментом и пылезащитных перчаток для защиты кистей рук. Приготовления к ремонту также должны включать приобретение термометра для контролирования температуры воздуха, мензурок либо лабораторных весов для дозирования компонентов смолы и плотных обвесов для организации подвода теплого воздуха при помощи обогревательного фена при снижении температуры или возникновении опасности повышения влажности выше нормы. Только после вышеуказанных приготовлений можно смело приступать к ремонтным работам.

Если вас интересует чартер яхты в выбранном вами районе мира – вы всегда можете обратиться к менеджерам компании 2yachts, специалисты подберут приемлемые предложения по наиболее доступным ценам в соответствии с вашими предпочтениями.

О проблемах современных компьютерных корпусов

Одни покупают корпус по остаточному принципу, другие, наоборот, начинают всю сборку с покупки нового корпуса. Но времена меняются, как и корпуса. И новые модели корпусов порождают серьёзные проблемы.

После очень актуальной темы о многочиповых процессорах будущего Intel Sapphire Rapids стоит обсудить еще одну глобальную проблему: проблему эволюции компьютерных корпусов. Есть на местном форуме такая тема «Фотографии системных блоков», где пользователи делятся своими художественными и творческими сборками, но иногда, как и в Блогах, случаются перепалки из-за разности мнений.

реклама

Вот один из таких классических клинических примеров. Спор: что важнее – компактность или, наоборот, брутальность размеров? В споре приняли участие товарищи: boeng и ultrafx. Boeng – сторонник брутальных размеров и величественных форм, чтобы по одному внешнему виду ПК было видно, кто в доме хозяин.

А ultrafx, наоборот, минималист и исповедует корпуса формата micro, nano, tfx и так далее. Начитавшись таких бесед, я решил, что им надо помочь разобраться в этом вопросе, а заодно выделить плюсы и минусы каждой из таких сборок.

реклама

Но перед тем, как вы напишете в комментах, кто прав, а кто виноват, я обращу ваш взор на проблему или точнее тенденцию в современном корпусостроении.

Нет, RGB я даже трогать не буду, и так все ясно, но вот передняя панель корпуса незаметно от всех лишилась 5-ти дюймовых отсеков. Часто вместо нее можно видеть дешёвый перфорированный пластик, либо каленое стекло. Кто-то заявит, что эпоха DVD-приводов прошла, но он только отчасти будет прав, я, например, вынужден использовать BD-RW привод для каждонедельных бэкапов, это требование моего руководства, так что как минимум один 5,25” отсек мне необходим.

реклама

Но есть надобность и во втором, куда вставляется внешняя панель от моей звуковой карты – Creative. А еще я люблю пользоваться аналоговой регулировкой вентиляторов в своем системном блоке, для достижения лучшего уровня тишины и комфорта.

(куда её поставить, если спереди нет места ?)

У одного моего товарища вообще кастомная вода и панель управления ею занимает сразу два (!) пятидюймовых отсека. И вот как с этим быть, если тенденции моды таковы, что подавляющее большинство корпусов лишены такой передней панели? Единственным оправданием таких решений может считаться место под 3-4 секционный радиатор СВО, располагающийся спереди корпуса, но тогда мы автоматом лишаемся корзин для HDD.

реклама

Хотя опять-таки, в моем корпусе этот радиатор можно установить к верхней части корпуса, и выдувные вентиляторы будут выдувать весь нагретый воздух наружу, а не как в случае с передним расположением радиатора – вовнутрь корпуса. Получается, производители корпусов еще и косвенно лимитируют продажи DVD/BD-ROM накопителей и фан/реобасов – это первое. Второе – это они оставляют в лучшем случае пару отсеков, что для необыденных сборок недостаточно. Тут я еще раз подчеркну не для всеобщих масс, где звук встроенный, а из всех плат расширения имеется только видеокарта.

А теперь вернусь в начало статьи к мысли о размерах корпусов. Железо сейчас очень горячее, TDP процессоров и видеокарт давно перевалило за пару сотен ватт на устройство. Поэтому собрать что-то компактное – означает лишить себя радости мощной системы и при случае убить все внутренности тепловым ударом. Попробуйте, расположите вместе 11900К и RTX 3080.

Я очень хочу посмотреть на температуры в таком корпусе. Так что на современном этапе корпус должен выбираться в первую очередь и быть хорошо вентилируемым и с достаточным количеством 5-ти дюймовых отсеков.

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news – это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.

О проблемах ремонта современных стеклопластиковых корпусов

В работе представлен обзор литературных данных по технологии производства корпусов и элементов судов из композиционных материалов, срокам их активной эксплуатации, а также возможности их оперативного ремонта.

1. Чернышов Е.А., Романов А.Д. Разработка учебного парусного судна для внутренних водных путей // Международный журнал экспериментального образования. – 2013. – № 11–2. – С. 31–33.

2. Чернышов Е.А., Романов А.Д. Развитие сталей для прочных корпусов подводных лодок // Технология металлов. – 2014. – № 5. – С. 45–48.

3. Конструкция и прочность корпусов судов и кораблей из стеклопластика. Иностранное судостроение в 1965–1973 гг. // Судостроение. – 1973.

4. Францев М.Э. Проектные особенности зарубежных судов их композиционных материалов для прибрежного лова // Судостроение. – 2010. – № 5. – С. 14–16.

5. Проектный анализ конкурентоспособности судов из композиционных материалов / Францев М.Э., Ханухов В.К., Царев Б.А. // Морской вестник. – 2013. – № 10. – С. 9–15.

6. Чернышов Е.А., Романов А.Д. Современные технологии производства изделий из композиционных материалов // Современные наукоемкие технологии. – 2014. – № 2. – С. 46–51.

7. Францев М.Э. Эксплуатационные дефекты корпусов стеклопластиковых судов // Катера и яхты. – № 2(212). – С. 90–93, № 3(213). – С. 102–105.

8. Craig Bumgarner Blisters and laminate hydrolysis // Zahniser’s Yachting Center Гидролиз стеклопластика и пузырение гелькоата URL: http://t22.nm.ru/hydrolysis.htm.

9. Фролов С.Е. Методы создания новых макронеоднородных композиционных материалов и технологические решения при изготовлении из них корпусных конструкций // Судостроение. – 2003. – № 3. – С. 55–59.

10. Лукьянов Н.П. Опыт применения композиционных полимерных материалов для постройки кораблей ПМО // Судостроение. – 2007 – № 3 – С. 19–22.

12. Лукьянов Н.П. Обтекатель гидроакустического комплекса из полимерного композиционного материала // Судостроение. – 2006. – № 4. – С. 55–60.

В настоящее время в России создано значительное число судов с одно-, двух- мачтовым парусным вооружением, стилизованным «под старину», часть из которых используется для обучения. Создание конкурентоспособного учебного парусного судна [1], предназначенного для серийной постройки и возможности эксплуатации на внутренних водных путях, позволит эффективнее проводить обучение молодого поколения моряков. Несмотря на то, что сталь в настоящее время ‒ наиболее распространенный судостроительный материал, а также разрабатываются новые судостроительные стали [2], предлагается создать парусное судно с корпусом из композиционных материалов.

Первые суда из стеклопластика были изготовлены во второй половине 30-х годов ХХ века. С 50-х годов стеклопластиковое судостроение получило широкое распространение в мире, было построено значительное число яхт, рабочих и спасательных катеров и рыболовецких судов, десантно-высадочных судов и др. [3]. В настоящее время большую часть мирового малотоннажного флота составляют суда, имеющие корпуса из неметаллических композиционных материалов. Применение технологии изготовления судовых корпусных конструкций из композиционных материалов позволяет снизить массу на 25–30 % при уменьшении стоимости элементов конструкции на 30–40 % [4].

Однако постройка корпуса судна из композитных материалов требует специальных навыков, помещения и оборудования. Причем стоимость матрицы для корпуса может превышать стоимость постройки одного корпуса. При этом важным моментом являются габариты судна (крайне желательна транспортировка в автогабарите (рис. 1), в том числе в наклонном положении), масса судна, а также водоизмещение. Предполагается, что учебные суда будут зимовать на берегу, а возможность спуско-подъемных работ, а следовательно, и масса судна, может оказаться критической величиной. Кроме того, для судна с меньшим водоизмещением необходима меньшая по мощности двигательная установка и, следовательно, эксплуатационные расходы [5].

Наиболее распространенным методом постройки судов из пластмасс является формирование корпуса с монолитной оболочкой. Обычно на поверхность матрицы наносят сначала декоративный поверхностный слой, а затем ламинируют матом или тканью, пока не будет достигнута нужная толщина обшивки или необходимая прочность на разрыв. В большинстве случаев в качестве связующего наполнителя используется химически отверждаемая термореактивная смола. В основном используются полиэфирные, эпоксидные, фенольные и др. смолы. Чаще всего в изготовлении деталей сложной конфигурации применяют технологии, суть которых заключается в выкладке «сухой» основы с последующей пропиткой связующим составом («влажная» формовка, Resin Transfer Molding/RTM) или с поочередной выкладкой «сухой» основы с пленочным клеем (вакуумная пропитка, Resin Film Infusion/RFI). Кроме того, широкое распространение получила технология изготовления деталей с использованием препрегов (представляют собой материал основы, пропитанный связующим составом).

Рис. 1. Яхта проекта Рикошет-930 установленная под углом на трейлер, при этом обеспечивается соблюдение автогабарита

При использовании комбинированного метода постройки или «сэндвич-конструкции» корпус состоит из трех основных связанных между собой слоев, имеет армированные стеклотканью несущие слои. В качестве заполнителя между этими слоями применяют преимущественно жесткие пенопласты. Пенопласты, используемые в качестве заполнителей сэндвич-структуры, не только улучшают свойства композитных компонентов, позволяя достигать более высокой объемной плотности армирующих слоев, но также служат структурой, проводящей смолу в процессе пропитки, в том числе после механической обработки поверхности пенопласта, и изготовлении каналов для лучшего распределения смолы. Однако в процессе эксплуатации со снижением жесткости возрастает степень гибкости, испытываемой отдельными участками днища, с ростом гибкости возрастает риск усталостных деформаций. Если корпус имеет сэндвичевую конструкцию, механические разрушения могут наступить довольно скоро. При этом насыщение влагой заполнителя, носящее обширный характер, значительно усложняет и удорожает ремонт.

В настоящее время используя модуль лазерного проецирования (рис. 2), специалисты имеют возможность автоматически генерировать данные для проецирования непосредственно из 3D-модели композитного изделия. Такая схема работы значительно сокращает временные издержки, увеличивает эффективность процесса, снижает вероятность дефектов и ошибок и делает управление данными проще. Комплекс «программное обеспечение – раскройный станок – проекционный лазер» по сравнению с традиционной выкладкой снижает трудоемкость раскроя примерно на 50 %, трудоемкость выкладки – примерно на 30 %, повышает коэффициент использования материалов [6].

Рис. 2. Система лазерного позиционирования (зеленый контур)

В соответствии с практикой, сложившейся в мировом судоходстве, одним из достоверных критериев оценки эксплуатационной прочности и долговечности корпуса судна является наблюдение за динамикой развития в нем различных эксплуатационных дефектов и износов. По достижении определенных размеров напряжения, действующие в конструкции в районе его расположения, превышают пределы прочности, установленные проектантом и изготовителем судна в качестве предельно допустимых. Это может привести как к разрушению конструкции при расчетных режимах движения, так и к непропорциональному увеличению зоны аварийных разрушений при нештатных эксплуатационных ситуациях.

В отличие от других материалов, применяемых для изготовления корпусов судов, слоистые композиты типа стеклопластика в процессе старения практически не изменяют своего внешнего вида и размеров, но в них могут возникать внутренние дефекты типа расслоения. В ряде случаев состарившийся расслоившийся стеклопластик с восстановленным декоративным покрытием внешне мало отличается от нового материала.

Понятие долговечности корпусных конструкций из композиционных материалов относится к стойкости композита к воздействиям механических нагрузок, воды, тепла и света. Эксплуатационные дефекты судовых корпусных конструкций из композиционных материалов можно классифицировать по причине возникновения следующим образом:

• дефекты, возникающие вследствие силовых воздействий на конструкцию;
• дефекты, возникающие вследствие воздействия на конструкцию воды;
• дефекты, возникающие вследствие температурных воздействий на конструкцию;
• дефекты, возникающие вследствие воздействия на конструкцию излучения;
• дефекты случайного характера (аварийные).

По окончании гарантийного срока, установленного фирмой-изготовителем на корпусные конструкции судна, оценка их технического состояния является обязанностью и прерогативой органов, осуществляющих техническое наблюдение за судном, и предметом специальных процедур [7].

Полиэфирная смола, применяемая при постройке практически всех пластиковых корпусов, приобретает твердость и прочность в результате реакции при введении отвердителя. Смола – полимер и имеет длинные цепи молекулярных структур. Отвердитель – мономер, способный соединить эти цепи прочными связями между собой. Смолы с большим содержанием мономера – стирола (этилен-бензола) были распространенным явлением в 70-х и 80-х годах, и если при изготовлении ламината мономер (стирол) не прореагировал весь с полимером (смолой) еще в начальной, жидкой фазе отверждения смолы, то он остается в массе стеклопластика.

Однако в 90-е годы резко ужесточились законы относительно ограничения количества канцерогенных летучих органических соединений. Смолы и гелькоуты с тех пор были постепенно изменены в своем химическом составе для уменьшения эмиссии вредных веществ. Но новые, измененные смолы сделали и постройку лодок, и их ремонт значительно более требовательными технически, чем это было прежде. Чтобы уменьшить содержание стирола в смоле был применен другой ингредиент – дициклопентадиен. Дициклопентадиен обладает низкой вязкостью, в содержащие его смолы можно добавлять лишь незначительное количество стирола и при этом получать смолу с вязкостью, пригодной для производства стеклопластикового ламината. При этом применение смолы с дициклопентадиеном и другими новыми ингредиентами, которые способствуют полному отверждению смолы в течение дней, максимум – недель, а не месяцев и лет, как это было прежде, накладывает технологические ограничение на строительство и ремонт судов. В частности, вторичная выклейка (или ламинирование) предполагает приклейку, приформовку свежего стеклопластикового ламината к уже отвердевшему. В случае с «новыми» стеклопластиками прочность соединения отвердевшего ламината со свежим будет обеспечиваться лишь адгезией смолы к «старой», химически инертной, поверхности. В этом случае соединение на молекулярном уровне произойдет на глубину слоя лишь нескольких молекул, что значительно слабее, чем образование единого полимерного блока.

Внутренний, силовой набор корпуса – стрингера, флоры, переборки и проч. ‒ должны быть вставлены на место и приламинированы к корпусу в течение короткого временного промежутка. Даже небольшое количество ультрафиолетового излучения в солнечный день может сократить этот период от нескольких дней до нескольких часов.

Также одной из проблемных мест композитов является осмос, т.е. химический процесс гидролиза, развивающегося вследствие проникновения, или диффузии, воды сквозь тонкий слой гелькоута и появления в ламинате пузырей. Полиэфирные смолы на основе изофталевой смолы (изосмолы) менее склонны к образованию осмоса по сравнению с широко используемой в производстве ортофталевой смолой. Еще большую водостойкость имеет изофталкислотная неопентилгликолевая смола (Iso–NPG). Благодаря применению данных смол можно значительно уменьшить опасность образования осмоса.

Участки вздувшегося пузырями стеклопластика на днище лодки свидетельствуют о том, что имеет место явление, известное как гидролиз стеклопластика. Далеко не всякий корпус, пораженный гидролизом имеет пузыри, но любой пузырящийся корпус в той или иной степени поврежден его процессом. Опыт говорит о том, что все лодки, построенные на полиэфирной смоле, демонстрируют те или иные признаки разрушения гидролизом наружных слоев стеклопластика после 5–10 лет нахождения на воде [8].

Вода проникает сквозь гелькоат как в виде паров, так и в виде жидкости. Гелькоут при постоянном контакте с водой является довольно слабой преградой для ее проникновения. При этом стекловолокно действует как капилляры и транспортирует воду вглубь ламината. Находясь в близком контакте со смолой в гелькоуте и ламинате, вода образует своего рода химический раствор с тем, что принято называть водорастворимыми веществами, содержащимися в смоле. К этим веществам относятся фталевые кислоты, гликоли, соединения кобальта, растворитель и стирол, который не завершил отверждение в процессе полимеризации. В той или иной степени они присутствуют в любой отвержденной полиэфирной смоле. В некоторых случаях по причине неудовлетворительного качества материалов или же из-за нарушений технологии уровень этих веществ может превышать норму.

Винилэфирные смолы стали сейчас стандартным материалом барьерных покрытий. Будучи разработанными с целью защиты от коррозии и достижения высокой механической прочности, они совмещают хорошие водостойкие качества эпоксидных смол с простотой применения полиэфирных. Теоретическая водостойкость при равной толщине пленки у нее значительно меньше, чем у эпоксидной, но ее низкая стоимость и гибкость позволяет наносить ее толстым слоем, что значительно повышает водостойкость. Винилэфирные смолы также более совместимы с полиэфирными, чем эпоксидные. Прочность клеевого шва на винилэфирной смоле с «родным» стеклопластиком получается выше, чем у полиэфирной и эпоксидной.

В течение более 40 лет в странах Западной Европы и США из полиэфирных стеклопластиков и трехслойных полимерных композиционных материалов ‒ ПКМ (стеклопластик – пенопласт – стеклопластик) изготавливают корпуса кораблей и судов водоизмещением до 900 т [9]. Строительство крупных судов из композиционных материалов наиболее развито в США, Великобритании, Канаде, Франции, Швеции, Италии, Южной Корее и др.

В качестве примеров применения композитов и для оценки их долговечности можно привести следующее: впервые композитные материалы в подводном кораблестроении активно применялись в США при переоборудовании подводных лодок по проекту GUPPI (Greate Underwate Propulsive Power) и FRAM (Fleet Rehabilitation and Modernization). Они получили новые ограждения боевых рубок и выдвижных устройств, изготовленных с применением полиэфирного стеклопластика. В настоящее время в конструкциях ПЛ стеклопластик занимает значительный объем, например, при выполнении элементов конструкции ПЛ пр. 212.

В СССР в 1964 году был спущен на воду корабль противоминной обороны (ПМО) с корпусом из композиционного конструкционного стеклопластика водоизмещением 320 т пр. 1252 «Изумруд». За период его длительных испытаний и службы в составе ВМФ трижды заменялись главные двигатели, израсходовав моторесурс, а внешний вид корпуса как и его прочностные характеристики остались без существенных изменений, как, [10].

При этом возникла проблема ремонтопригодности корпуса корабля из стеклопластика. Традиционные способы ремонта, применявшиеся в металлическом судостроении, не подходили. Технологию и материалы, используемые при постройке пластмассового корпуса в цеховых условиях, использовать также было нельзя (корабль находился на плаву). Проблема была решена способом с применением специального связующего, обеспечивающего его полимеризацию при относительно низких температурах и повышенной влажности воздуха. Корпус первого ПМО, получивший в результате столкновения пробоину площадью несколько квадратных метров, был отремонтирован по этой технологии в течение суток.

В настоящее время получают все большее распространение подобные составы, предназначенные для оперативного ремонта композитных корпусов судов, находящихся в море. Например, состав компании [11] предназначен для оперативного ремонта. Для ремонта отсутствует необходимость в применении мерных емкостей, так как состав поставляется в едином пакете (смола, отвердитель, стеклоткань). При применении сначала удаляется разделительная клипса, что позволяет смоле и отвердителю перемешаться. После чего удаляется разделительный слой и происходит пропитка стеклоткани. Затем разрезается общая упаковка и готовый пластырь наклеивается на поврежденный участок. Причем установка пластыря возможна как на поверхности, так и под водой. Состав набирает 90 % прочности в течение часа.

Рис. 3. Поврежденный обтекатель ПЛ пр. 971

Еще одна из областей, где стеклопластик нашел применение, – это изготовление обтекателей гидроакустических комплексов ПЛ [12]. Было создано несколько типов конструкции обтекателей, в том числе конструкция с трехслойной безнаборной обшивкой со средним слоем из сферопластика и наружными слоями из стеклопластика. Многолетний опыт эксплуатации обтекателей из стеклопластика показал надежность и подтвердил правильность принятых научно-технических решений при их разработке и внедрении.

Заключение

Вышеизложенное говорит о том, что в настоящее время современные технологии производства корпусов из композиционных материалов на основе стеклопластика обеспечивают возможность строительства, а также, в случае соблюдения технологии строительства, длительной эксплуатации судов. Для ремонта корпусов из композиционных материалов разработаны и внедрены необходимые технологии, которые позволяют провести аварийный ремонт, в том числе в открытом море или в условиях стоянки без необходимости докования.

16-08-2016 “Стеклопластиковые” решения – инженерные и технологические проблемы применения

В последние годы специалисты организаций и производственных предприятий выявляют возрастающее количество претензий к очистным сооружениям хозбытовых и промливневых стоков, выполненных с применением технологических заглубленных стеклопластиковых емкостей (композит, FRP). Причиной этого являются врожденные недостатки подобных «стеклопластиковых» решений, не позволяющие многим производителям «зеленых бочек» выполнить на их базе полноценные очистные сооружения, удовлетворяющие как нормам природоохранного законодательства, так и эксплуатационным требованиям, географическим и отраслевым условиям применения.

Большинство проектных институтов и корпоративных заказчиков, ранее применивших подобные очистные в России и получивших от эксплуатирующих организаций информацию о негативном опыте их использования, возвращаются к не таким “дешевым”, но рациональным с инженерной и технологической точки зрения блочным наземным очистным сооружениям закрытого типа со сварными металлическими емкостями.

“Минные поля” стеклопластиковых очистных сооружений

С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ИНЖЕНЕРА

Особенности композитных емкостей, приводящие к возникновению дефектов

Как правило, стенка стеклопластиковой емкости представляет собой «сэндвич» из двух обшивок толщиной до 3 мм и внутреннего слоя из наполнителя (песка). При этом производитель должен обеспечить такую конструкцию емкости (толщины, ребра жесткости, узлы стыковки оболочек и закладных деталей), которая повышает прочность композитной конструкции для возможности ее транспортировки, монтажа и эксплуатации в сложных российских условиях транспортировки и строительства.

Отсутствие прочных связей оболочек и экономия производителя на композитном материале неизбежно приводят к рискам как при монтаже, так и при эксплуатации стеклопластиковых конструкций. Недостаточная прочность протяженных стыков стеклопластиковых оболочек вызывает трещины и разломы при приложении нагрузок, легко переносимых аналогичными стальными сварными изделиями.

Сквозные трещины и проломы в стенках корпуса. Расслоения оболочки.

Разлом оболочек в месте стыковки

Ремонт подобных дефектов по месту применения невозможен либо сильно затруднен, а его стоимость превышает стоимость самих емкостей. Простое восстановление герметичности путем нанесения покрытий и заплат не приводит к восстановлению несущей способности композитной конструкции. Выявление скрытых дефектов изделия не представляется возможным ни на этапе поставки, так и на этапе монтажа или эксплуатации изделия.

Сложности заглубленного монтажа композитных емкостей

Стеклопластиковая емкость требует монтажа железобетонного ложа-пригруза, препятствующего всплыванию емкости, устройства обширного глубокого котлована для исключения промерзания горловин и трубопроводов, раскрепления, послойной засыпки песком, уплотнения. В случае наличия в грунте засыпки камней емкость может быть повреждена вплоть до возникновения трещин и разрывов.

Помимо большой площади строительной площадки, существенных затрат на объемные земляные работы и заглубленные фундаменты, монтаж стеклопластиковых емкостей требует крайней осторожности. Любые подвижки твердого грунта могут привести как к деформациям и поломкам емкостей, так и к трудноустранимым разрывам подземной трубопроводной обвязки.

Для заглубленных ЛОС потребовалась площадь со стадион и вынуть тысячи сотни кубометров грунта

Климатические условия применения
Если рассматривать регионы России с неблагоприятными климатическими условиями (Урал, Сибирь, Крайний Север, районы вечной мерзлоты), то применение подобных заглубленных композитных емкостей там нерационально ни с экономической, ни с эксплуатационной точки зрения. Обеспечение соответствующих требований к транспортировке и монтажу композитных емкостей в данных условиях невозможно либо крайне затруднительно. Для монтажа в условиях низких температур данные емкости непригодны ввиду хрупкости материала.

Эксплуатация таких очистных осложнена обмерзанием горловин и размещенной в них обвязки, а обслуживание оборудования на открытом воздухе в условиях низких температур (до -60°) недопустимо, что не позволяет оперативно устранить аварийные ситуации или произвести регламентные процедуры (например, очистку заросшей биологической загрузки или замену погружного насоса). Сложность контроля температурного режима также не облегчает эксплуатацию очистных сооружений.

Стоимость
Цена на позаказные емкостные изделия из стеклопластика в России в связи с общим кризисным ростом стоимости материалов и услуг сравнима с ценой блочных технологических емкостей из антикоррозионной стали на несущем каркасе, имеющих на порядок лучшую технологичность в монтаже и ремонтопригодность при эксплуатации. При этом искусственное размещение стеклопластиковых емкостей в утепленных наземных блок-боксах, как это делает ряд производителей, не имеет никакого экономического и инженерного смысла и резко ограничивает технологические и эксплуатационные показатели очистных сооружений ввиду крайне нерационального использования рабочего пространства и трудности доступа.

С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ТЕХНОЛОГА

Очистные сооружения должны быть управляемыми и удобными в эксплуатации
Говорить об очистных сооружениях на базе заглубленных стеклопластиковых резервуаров как об эффективно управляемом и соответственно обслуживаемом инженерно-технологическом комплексе затруднительно. Крайне ограниченный доступ к технологическому оборудованию, вынужденная разбивка стоков по нескольким линиям без возможности управления гидравлическим режимом, наличие массы заглубленных коммуникаций, необходимость обслуживания как заглубленного оборудования, так и наземных блоков (мехочистка, УФ-обеззараживание, обезвоживание осадка, реагентное хозяйство, КИПиА), проблемы с накоплением и удалением осадка – все это, особенно для биологических очистных сооружений, с инженерной точки зрения перечеркивает мнимые «преимущества», навязываемые, как правило, перепродавцами внешне “готового” решения.

Неужели это все удобно обслуживать? Как менять загрузку и чистить носители? Через эти горловины и щели?

Очистные сооружения должны быть технологически дееспособны

Большинство отечественных “бочковых” решений выросло из европейских септиков и локальных очистных сооружений. Как известно, нормативы очистки в подавляющем большинстве стран Европы на порядок более щадящие. Имея весьма ограниченную пространством отдельной стеклопластиковой бочки возможность технологического маневра, наши п роизводители исходят не столько из гарантий работоспособности, сколько из предельной стоимости решений, выше которых стеклопластиковые очистные просто не продать, особенно, если речь идет о неизбежном демпинге в закупочных процедурах. И если серьезные корпоративные заказчики в нефтегазодобывающей, перерабатывающей, энергетической и производственных отраслях уже давно скурпулезно подходят к технике и технологии исполнения как гарантии надлежащего вложения денег, то в менее ответственных проектах, а, особенно, в муниципальной сфере, продолжается порочная практика удешевления в ущерб качеству.

Как управлять равномерным распределением потоков и технологией очистки? Как извлекать загрузку и осадок? Может, просто закопать и забыть?

Несоответствие применяемых загрузок, носителей и технологического оборудования в “дешевых” заглубленных очистных сооружениях заявленным срокам эксплуатации вообще является «притчей во языцах». Мнимая экономия на утеплении и обогреве заглубленных емкостей оборачивается кратным возрастанием затрат на СМР и серьезными проблемами в эксплуатации в дальнейшем. Возможность реконструкции таких очистных сооружений также представляется маловероятной. А утверждения поставщиков подобных очистных о «гарантии длительной эксплуатации и безотказной работы сроком до 50 лет» не имеют никакого технического и экономического смысла, если технологией невозможно управлять и не обеспечиваются нормативы очистки.

Ну а замечательные “инженерные” решения типа вмонтированых в прямоугольный контейнер цилиндрических композитных емкостей с обслуживанием через наружные люки являются верхом “изобретательности” в области очистных сооружений в северном исполнении.

Все это касается как очистки хозбытовых, так и очистки промливневых стоков. Исходя из нашего опыта, подавляющее большинство предлагаемых заглубленных очистных в композитных емкостях не обеспечивает даже минимально необходимые технологические объемы емкостей, загрузок и носителей, не говоря о возможности адаптации и оперативной настройки на неизбежные колебания режимов и нагрузок.

Так, в Интернете сплошь и рядом встречаются предложения поставить очистные сооружения ливневых стоков на 50 л/с в одном (!) стеклопластиковом резервуаре. Любой инженер-технолог, зающий нормативы “рыбхоз”, знакомый с расчетом допустимых скоростей фильтрации и сорбционной способности фильтрующих материалов, сделает однозначный вывод о элементарной неработоспособности таких ЛОС, особенно тех, где загрузка засыпается в бочки “навалом” либо распределена по отсекам очень скромного объема. О стабильном обеспечении или даже о достижении нормативов “рыбхоз” в течение сколько-нибудь разумного времени экплуатации вообще можно не упоминать. Воистину, отдельным поставщикам и заказчикам выгодно действовать по схеме “закопал и забыл”.

Необходимо отметить, что некоторые крупнейшие производители очистных разработали конструктивы заглубленных неметаллических емкостей очистных сооружений, снижающие трудоемкость монтажа и обеспечивающие удобство обслуживания погружного оборудования. Однако необходимость оставлять свободной верхнюю часть таких емкостей (собственно, люки) резко ограничивает климатическую зону применения таких разработок. Установка же сверху на емкость утепленного блочного укрытия логически приводит нас к сооружениям наземного монтажа (зачем закапывать наполовину, если можно поставить?).

ПОКАЗАТЕЛЬ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

для инфраструктурных объектов нефтегазободывающих, перерабатывающих и производственных предприятий географической зоны с неблагоприятными климатическими условиями применения (Урал, Сибирь, Северные регионы и районы вечной мерзлоты)

Блочные очистные сооружения закрытого типа, наземного монтажа, с технологическими емкостями из нержавеющей стали

Очистные сооружения с технологическими линиями из раздельных стеклопластиковых емкостей заглубленного монтажа

2. Отсутствие риска повреждения незащищенных емкостей при хранении и монтаже

3. Экономия на земляных работах, фундаментах и СМР

4. Экономия на площадях, занимаемых очистными сооружениями

5. Возможность ремонта дефектов емкостей на месте применения

6. Отсутствие заглубленных межблочных коммуникаций

7. Наличие единой “теплой зоны” обслуживания технологических линий и оборудования

8. Эргономичность рабочего пространства и удобство доступа к емкостям и оборудованию

9. Возможность доступа к межблочной трубопроводной обвязке

10. Комфортные условия функционирования и обслуживания приводов и КИПиА (включая приводные задвижки)

11. Сокращение общей длины трубопроводной и кабельной обвязки

12. Эффективная механизация удаления осадка из конусов емкостей

13. Обеспечение комфортного температурного и гидравлического режима технологических линий очистки

14. Поставки в виде блочно-модульного конструктива максимальной заводской готовности

15. Поставки в виде блочно-модульного конструктива максимальной заводской готовности

16. Возможность технологической реконструкции в габаритах сооружения

ПРАКТИЧНЫЙ ВЫБОР КОРПОРАТИВНОГО ЗАКАЗЧИКА

В настоящее время контроль за соблюдением нормативов очистки на выходе очистных усиливается, и, соответственно, у заказчика растет понимание необходимости применения полноценного инженерно-технологического решения. Специалисты компаний и предприятий понимают, что сиюминутная экономическая выгоде при закупе оборудования может обернуться в дальнейшем как серьезными убытками, так и потерей социальной и экологической репутации организации.

Наиболее рациональным решением для сферы корпоративного и муниципального заказа считается применение компактных блочных и блочно-модульных очистных сооружений закрытого типа, наземного монтажа, с технологическими емкостями из нержавеющей (в случае очистки хозбытовых и специфических производственных стоков) или углеродистой стали с антикоррозионным покрытием (промливневые стоки).

Сооружения монтируются на фундаменте типа «плита» либо на свайном фундаменте с металлическим ростверком (в т. ч. для применения в зонах вечной мерзлоты), оснащены всеми инженерными системами отопления, освещения, вентиляции, способны работать при температурах от + 40 до -60 °С.

Серьезные отраслевые проектные организации (в т. ч. институты АК Транснефть, Роснефть, Газпром и др. крупных компаний) солидарны с нами в даном подходе.

Фотоматериалы из открытых источников. Редакционная версия см. Интернет-издание “Деловой Квартал”.

Ремонт стеклопластика: чем заклеить детали из стекловолокна

Ремонт повреждённых изделий из стекловолокна своими руками не представляет большой сложности, если знать технологию и методы процесса. Не менее важно иметь под рукой нужные инструменты и материалы.

Виды повреждений

Начальным этапом работы является необходимость обследования повреждённой поверхности, чтобы знать, с чем именно придётся столкнуться во время ремонта. Есть несколько возможных видов повреждений:

• отколы частей повреждённых деталей;
• царапины различной глубины;
• нарушение целостности в виде разрывов и прорывов;
• глубокие и не очень вмятины.

Это самые распространённые повреждения, с которыми приходится сталкиваться.

Материалы и инструменты

Для ремонта повреждений в домашних условиях потребуется набор обязательных инструментов, входящих в ремкомплект:

• компрессор;
• строительный фен: это позволит прогревать рабочую поверхность, чтобы можно было выровнять вмятины и выпирающие бугры;
• шлифмашинка или болгарка со специальным диском для создания идеально ровной поверхности;
• пульверизатор: понадобится для последующей финальной покраски.

Кроме набора инструментов, для ремонта понадобятся материалы:

• набор для ремонта стекловолокна, куда входит стекловолоконная ткань и эпоксидные смолы;
• несколько видов шпатлёвок: автомобильная и состав со стекловолокном;
• растворитель для акриловых красок и раствор для удаления смолы;
• грунтовка, лак, небольшие кисти размером 25-30 мм, силиконовые перчатки, скотч, респиратор;
• желательно иметь специальный состав для снятия краски со стеклопластиковых покрытий;
• набор наждачной бумаги с разным типом зернистости;
• мелкоячеистая металлическая сеточка для поверхностного укрытия швов;
• емкость для смешивания эпоксидной смолы, инструмент для перемешивания, бумага для застилания нерабочих поверхностей.

Подготовка

В качестве примера ремонта изделия из стеклопластика приведём восстановление повреждённого автомобильного кузова или бампера. Во время работы необходимо помнить, что ремонт и спешка в этом случае неуместны, так как даже малейшие огрехи будут хорошо заметны по окончании работ. Необходимо тщательно зачистить повреждённый участок от ржавчины, коррозии, остатков краски.

Если предстоит ремонт бампера, то его снимают и устанавливают на горизонтальную поверхность. Зачищается кромка разрыва, чтобы убрать остатки волокон стеклопластика. Затем зачищают поверхность на расстоянии 10-15 см вокруг места повреждения. Обработанную поверхность обезжиривают.

Во время восстановительных работ на стеклопластиковых панелях не рекомендуется исправлять многочисленные повреждения одновременно.

Уложенное сразу на нескольких участках стекловолокно мешает качественной работе и выглядит неопрятно, особенно это будет заметно по окончании ремонта. Гораздо эффективнее и качественнее происходит обработка одного участка за другим.

Как склеить своими руками?

Повреждений может быть несколько, и ремонт будет зависеть от степени неприятности.

Трещина

Ремонт стеклопластика не представляет особой сложности, если соблюдается технология процесса. После завершения шлифования кромок деталь устанавливается на ровную поверхность, края стыкуются для возможности получения точного размера заплатки. Некоторые мастера предпочитают оставлять края кромок необработанными, считая, что заплата будет крепче держаться.

Если зачищать поверхность в сторону повреждений до 5 см, можно получить идеально ровное изделие. Трещину и соседнюю с ней область с расстоянием около 10 см надо заделать полиэфирной смолой. Затем участок, покрытый смолой, накрывают стеклотканью марки 300. Потом надо дождаться полного высыхания смолы и нанести слой шпатлёвки. После окончательного высыхания всех слоёв производят финальную зачистку наждачной шкуркой или шлифмашинкой.

Пробоина или разлом

Реконструкция полученной дыры потребует больше времени, чем ремонт трещин. В этом случае накладывают заплату, с учётом чего необходимо сразу приготовить больше стеклоткани и шпатлёвки. Повреждённую поверхность зачищают тем же способом, как и в случае с трещиной. После зачистки на изнаночную сторону наклеивается скотч, затем на него и на расстояние в 20 см вокруг накладывается смола.

На смолу кладут 3-4 ряда стеклоткани, соединение будет тем крепче, чем больше слоёв. При настилании каждый слой промазывается смолой.

После полного высыхания начинается зачистка участка. Выступивший слой снимается с помощью наждачки или смоляного ролика, затем это место вновь зачищается. На ровную поверхность наносится грунтовка, после чего проводится шпатлевание. Поверх шпатлёвки во избежание появления микротрещин накладывается металлическая сеточка. Полученный результат можно просушить строительным феном, затем всё выровнять шлифмашинкой.

Вмятины и царапины

Ремонт вмятины зависит от её состояния. Если вмятина большая, то заклеить её надо как пробоину, то есть стекловолокно вырезают и наклеивают. Мелкие деформации ремонтируют с помощью нагревания и выравнивания руками. Иногда выступающую часть срезают и покрывают смолой, впадины также заливают смолой и покрывают шпатлёвкой.

Откол

В случае откола утерянную часть восстанавливают с помощью стеклоткани. Сложность заключается в том, что надо будет с точностью повторить форму откола. Кромка откола начисто зачищается. Заплатку выравнивают с помощью наждачной бумаги. Места соединений заполняют смолой и покрывают стеклотканью, усиливая изнутри с помощью дополнительных слоёв стекловолокна. Итоговые процедуры — это полировка и покраска.

Ремонт стеклопластиковых ёмкостей и изделий проводится по той же технологии, что и ремонт автомобильных кузовов и бамперов. Если возникла нужда в изготовлении предмета из стекловолокна, то обязательно понадобится болванка. Пуансон изготавливается из различных материалов: дерево, глина, пластик, иногда пластилин. Если изделие будет большого размера, то пуансон рекомендуют выполнять из пенопласта.

Стенки матрицы смазывают специальным составом, чтобы облегчить её извлечение. Смолу смешивают с отвердителем в соответствии с инструкцией.

Пропитывание стеклоткани приготовленным составом должно быть равномерным, для этого её лучше расстелить на стеклянной горизонтальной поверхности. Когда пропитанная стеклоткань накладывается на болванку необходимо следить, чтобы не оставалось воздушных пузырьков. Слои укладываются поочерёдно, при этом нельзя допускать длительных перерывов, иначе предыдущий слой может высохнуть. На полное высыхание изделия уходит примерно 3-4 суток. После этого можно аккуратно удалить пуансон.

Внимательно следуя несложной технологии, можно провести ремонт и изготовление предметов из стеклопластика в домашних условиях своими руками.