О долговечности деревянных конструкций с применением эпоксидной смолы
Источник : Wood/Epoxy
longevity , Epoxyworks №17 , 2001 (издание West System)
До сих пор есть еще
люди , которые сомневаются в долговечности эпоксидных композитных конструкций .
Они говорят , что эта технология пока слишком молода и еще неизвестно ,
как она поведет себя со временем . Кто-то утверждает , что эпоксидные композиты
разрушаются в условиях тропической жары , другие критики предупреждают об
опасностях , которые подстерегают древесину в пресной воде . Однако не так
давно я побывал на борту у нескольких яхт , которые являются живым
доказательством надежности и долговечности эпоксидных композитов . Естественно
, грамотная конструкция и хорошие материалы играют в этом весьма значительную
роль . С моей точки зрения как яхтенного сюрвейера , судостроителя и
технического эксперта , мне хотелось бы поделиться некоторыми своими
наблюдениями увиденного о том , что хорошо , а что нет . Yare
Яхта , 36 футов
Прошлым летом я принимал участие в гонке на борту одной из 277 яхт-участниц
, тримарана "Адажио" . Перед гонкой я побывал на "Yare" - деревянной яхте , построенной
с применением эпоксидной смолы Виктором Карпентером в начале 60-х.
Ян Гужон и технический эксперт Джим Дерек
получили практику , помогая Виктору в
постройке этой яхты по проекту Спаркмана и Стивенса . Обшивка корпуса выполнена из склеенной
и прибитой друг к другу гвоздями махоганиевой рейки . Обшивка
клеена к ламинированным
махоганиевым шпангоутам . Палубные бимсы и привальные брусья изготовлены из ситкинской ели .
Мне было позволено поползать внутри и изучить состояние корпуса . Лодка была на воде , поэтому
я оказался лишен возможности
осмотреть корпус снаружи , однако в трюмах была пыль . Многие в курсе ,
что яхта , которая находится в пресной воде , в гораздо большей степени подвержена гнили , нежели в соленой .
"Yare" за свои 35 лет всегда находилась только в пресной воде и сейчас
пребывает в хорошем состоянии . В некоторых
местах , где недостает вентиляции и происходит накопление влаги , древесина почернела , но конструктивно корпус
совершенно крепкий . Ее владельцы, Типп и Строх , заняли с ней первое место в классе
"В" крейсерских яхт . Golden Dazy
Несколько
лет назад я побывал на яхте , в
постройке которой мне довелось
участвовать в 1975 году на фирме Gougeon Bros .
Это был двухтонник по проекту Рона
Холланда , построенный для д-ра Джерри
Мерфи . В том же году яхта приняла
участие в гонке на кубок Канады и
завоевала его . Значительна заслуга в
этом очень жесткого корпуса . Сегодня яхта
принадлежит
Брюсу Хиллу и до сих пор принимает
участие в клубных гонках на озере
Чемплэйн. 40-футовый корпус Golden Dazy обшит
кедровой (см. примечание) рейкой толщиной 12 мм и оклеен
в несколько слоев шпоном толщиной 3 мм ,
в результате чего общая толщина
обшивки составила 28 мм. Круглоскулые
шпангоуты ламинированы из махогани . В
районе крепления балластного
фальшкиля они установлены так , чтобы
совпадать с болтами его крепления .
Сами болты были залиты чистой
эпоксидной смолой в отверстиях
большего диаметра . Поверх флоров был
установлен сплошной кильсон из
махогани , а между ними установлены
элементы-вкладыши. Получившаяся в
результате конструкция представляет
собой нечто вроде двутавровой балки и
хорошо распределяет ударные нагрузки в
случае посадки на мель . Конструкция
прошла испытание , когда яхта
испытала удар килем при доставке
заказчику . Кильсон взял на себя
основную часть нагрузок , но тем не
менее несколько флоров при ударе
оказались сломаны. Мы отремонтировали
эти ламинированные элементы с
применением древесины
ясеня . Он годится для этих целей ,
поскольку хорошо клеится и
обладает прочностью. Однако сегодня
, спустя 25 лет , бОльшая его часть
пострадала от влаги и связанной с ней
гнили . Частично причиной этого
является плохая вентиляция . Ясень - не
очень долговечная древесина и должен
применяться там , где ему будет
обеспечен тщательный уход и хорошая
вентиляция .
Другой обнаруженный мной проблемный
участок имел причиной переделку кокпита
с целью установки штурвала , что и было
выполнено при помощи веймутовой сосны .
Конструкция оказалась водотечной .
Сосну не покрыли эпоксидной смолой и
влага стала впитываться по торцам .
Вентиляция в этом месте была плохой и
сосна стала загнивать с угрожающей
скоростью. Палуба яхты
представляла собой тик толщиной 3 мм ,
клееный на фанерную основу . Щели
щириной 3 мм были заполнены смесью
смолы с графитом . Конструкция служила
долгие годы , пока ее не разрушили в
попытке зачистить машиной
для шлифования полов . Местами при
этом образовались проплешины , где
стала выглядывать фанера . Извлеченный здесь
урок таков : будь тик чуть толще , он
несколько отдалил бы наступление этой
проблемы , а более тщательный уход за
тиком не потребовал бы таких крутых мер
для его чистки . Борта из древесины туи*
покрыты одним слоем
стеклоткани весом 120 г . Виднеются следы ударов
и столкновений , полученных в гонках
и при неудачной швартовке , на которые
уже неоднократно накладывались
заплатки . Древесина на солнце потемнела ,
и на расстоянии смотрится хорошо. Однако
вблизи становятся видны заплатки и
темные пятна , где древесина пострадала
от влаги в тех местах , где беспечно
были оставлены задиры . Многие яхты с
натуральной отделкой из-за этих
печальных жизненных реалий в конце
концов просто красят .
Хилл сейчас ремонтирует Golden Dazy и
собирается еще много лет участвовать в
гонках и путешествовать на борту этого
старого двухтонника . Atom
Атом - это построенный мной по проекту
Searunner Джима Брауна тримаран .
Сегодня его влалельцы - Стив и Сью
Тридвэлл. Будучи его строителем , мне
был знаком каждый уголок и каждая
укромная щель и было небезынтересно
узнать , как он сейчас поживает . Еловая
фанера и стрингеры из прямослойной ели
(ель Дугласа) держатся превосходно ,
что является живым доказательством их
долговечности - даже в поплавках с их
плохой вентиляцией . Все наружные
поверхности покрыты слоем стеклоткани
весом 200 г , при этом растрескивание
фанеры довольно незначительно , хотя
этот тип фанеры ему очень подвержен. В
основном это присутствует на
горизонтальных поверхностях . Я
тщательно позаботился о том , чтобы в
фанере не было пустот и все торцевые
поверхности были основательно
защищены. Как
правило , в том месте , где на скуловых
стрингерах сходятся листы обшивки ,
имеет место большая концентрация
древесины . На данной лодке я
отказался от скуловых стрингеров и
заменил их несколькими слоями
стеклопластика . Ни малейшего признака
каких-либо проблем . (Я использую
технологию композитной скулы и в своем
последнем проекте , поскольку Атом
доказал ее успех) . В
креплении оси
шверта (находящейся ниже ватерлинии)
используются пластмассовые втулки ,
вклеенные изнутри колодца резьбой
наружу . Нержавеющая ось диаметром 12 мм
проходит сквозь втулки и шверт . На
втулки одеты заглушки , фиксирующие ось
и обеспечивающие герметичность .
Конструкция показала себя отлично ,
позволяя простой доступ к шверту (см.
эскиз).
Первоначально шверт был изготовлен
из фанеры и развалился спустя
несколько лет . Когда он имеет
гидродинамический профиль , получается
слишком большая площадь открытых
торцевых поверхностей , а
накапливаемая внутри влага приводит в
итоге к потере прочности и разрушению .
Новый шверт был изготовлен из
махоганиевой рейки и прекрасно
держится уже восемнадцать лет . Яхта
оснащена экспериментальной мачтой-крылом
, изготовленной из авиационной
березовой фанеры (1.6 мм снаружи и 0.4 мм
внутри) , между которой находится 12 мм
сотовый заполнитель из пропитанной
смолой бумаги. Она была установлена
спустя пять лет после спуска яхты на
воду. Вместе с несколькими
укрепляющими стрингерами весь пакет
ламината был слегка подпрессован
вакуумом будучи в плоском состоянии ,
после чего согнут и помещен в форму ,
обеспечивающую аэродинамический
профиль , до полного отверждения
. В результате получился очень легкий и
эффективный профиль , который несмотря
на несколько инцидентов при постановке
мачты служит и по сей день. Avatar Парусный катамаран , 50 футов
В Хоуптауне на Багамах я побывал на
"Аватаре" Рона Энгле - парусном
катамаране , построенном Орреном и
Дэбби Берд пятнадцать лет назад .
Эта яхта провела всю свою жизнь в
тропиках и морской воде . Она
интенсивно использовалась для чатрера
и доставалось ей порядком . Несмотря на
потерю мачты во время урагана 1999 года ,
сама конструкция лодки находится в
отличном состоянии . Корпус изготовлен из
рейки туи* и оклеен снаружи и
изнутри слоем слеклоткани весом 200 г .
Реечная обшивка присутствует от одного
привального бруса до противоположного
. Из фанеры изготовлены только палуба и
переборки . Отдельные сильно
нагруженные места дополнительно
усилены однонаправленной стеклотканью.
Не видно ни следов гнили , ни расслоения
вследствие воздействия тропических
температур . Туя от времени потемнела ,
но приобрела красивый вид . Фанера из
окуме тоже держится очень хорошо .
Скорее всего это результат того , что ее
торцевые поверхности были
тщательно защищены смолой.
Установленный на клей крепеж стоит
надежно , несмотря на агрессивную
морскую среду. В те времена еще не
существовал 207-й отвердитель , поэтому в
некоторых местах покрытие помутнело .
Лак Z-Spar держится отлично .
Двухкомпонентная полиуретановая
краска Awlgrip пребывает в превосходной
форме , причем покрытие еще родное. Hummingbyrd Моторный катамаран , 60 футов
И в конце я не могу не упомянуть
последнюю лодку семейства Берд - HummingByrd
, материалы и методы постройки которой
гарантируют ее долговечность . HummingByrd -
моторный катамаран Малкольма Теннанта
, на котором мне удалось пройтись во
время пребывания на Багамах . Оррен и
Дебби Берд построили этот катамаран
размерами 62 х 23 фута (18.9 х 7 м) в сарае
посреди хлопкового поля . Судно весит
18.2 т и несет на борту 6000 л горючего для
двух 210-сильных дизелей Cummins .Крейсерская
скорость при корпусах с соотношением
16:1 около 17 узлов при потреблении около
1.5 миль на галлон . На ходу судно ведет
себя очень тихо . Основная хитрость
звукоизоляции заключается в том ,
что масса основания под двигатель
должна примерно равняться 20 процентам
его веса . Эти элементы изготовлены из
ламинированного махогани . Конструкция
обшивки днища выполнена из кедровой* рейки , усиленной однонаправленной
стеклотканью типа S . Направление
волокон перпендикулярно направлению
обшивки . Борта представляют собой
сэндвич из листов фанеры окуме
толщиной 3 мм , между которыми находится
заполнитель из бальзы торцевого
распила толщиной 19 мм. Листы обшивки
длиной в половину корпуса изготовлены
при помощи вакуумного прессования на
ровном столе . Размер ограничивался тем
, что лист должны были в состоянии
поднять два
человека. Готовые панели были изогнуты
по форме и содинены на ус на временном
болване. Авиационная бальза выбрана по
той причине , что вес ее на 15% меньше (а
цена на столько же выше) . Внутри
судно отделано полиуретаном Awlgrip . Эта
отделка уже показала , что мало
нуждается в уходе , легко ремонтируется
и хорошо смотрится . Пол каюты выполнен
из махогани с промежуточными вставками
из падуба. Внутренняя обстройка
изготовлена из сэндвича на березовой
фанере (аналогично бортам) . Они
прессованы вакуумом на ровной
поверхности . В надстройке , критичной с
точки зрения веса , листы фанеро-бальзового
сэндвича были усилены углеволокном .
Внутренняя отделка покрыта HydraCoat -
лаком на водной основе поверх покрытия
смолой West System (105/207) . Лак нанесен
безвоздушным методом . Покрытие
получилось теплое и мягкое .
Под палубой вся трубно-запорная
арматура и кабельная разводка
выполнена при помощи серого ПВХ . Все
прочее изготовлено из нержавеющей
стали , но в данной среде ржавеет даже
она . На палубе весь нержавеющий крепеж
оборудования типа лебедки , уток и
леерных стаканов вклеен в отверстия
увеличенного диаметра при помощи смолы
(105/205) и наполнителя высокой плотности
№ 404 (С.Б - смесь аэросила и
метасиликата кальция) . На сегодня
нет никаких проблем , связанных с
методами постройки , примененными на
HummingByrd .
Заключение Изучив эти пять лодок
, можно сделать определенные выводы о
том , что способствует долговечности
конструкции из древесины и эпоксидной
смолы .
Epoxyworks 17 / Spring 2001 С.Б. Примечание из области ботаники и лингвистики . Встречаемое в текстах отдельно английское слово "Cedar" нельзя правильно перевести на русский , поскольку в зависимости от сопутствующих определений это оказываются деревья различных семейств , причем все пригодные для судостроения . Скажем , "Western red cedar" будет туя , "Eastern red cedar" - можжевельник , а "Siberian cedar" - сосна сибирская . Всего с десяток различных семейств . Так как кедр тоже присутствует в этом списке , то мне ничего не остается , как переводить одинокое слово "cedar" прямо :-( . К слову сказать еще раз , со словом "Mahogany" ситуация в точности совпадает . Хоть его и принято переводить на русский приятным сочетанием "красное дерево" , могу привести и пару родных нашему уху иных вариантов : Mountain Mahogany будет береза , а Irish Mahogany - ольха . Это я опять к тому , что одно это встреченное слово мало что значит и требует конкретизации. |