О долговечности деревянных конструкций с применением эпоксидной смолы

Источник : Wood/Epoxy longevity , Epoxyworks №17 , 2001 (издание West System) 
Автор : J. R. Watson    
Перевод - Сергей Баркалов   
www.t22.nm.ru

 

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
Возраст : 35 лет
Эксплуатация : пресная вода , сезонная

  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


Яхта , 42 фута
Возраст 25 лет
Эксплуатация : пресная вода , сезонная


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


Парусный тримаран , 27 футов
Возраст : 20 лет
Эксплуатация : пресная вода , сезонная

  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

 

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
Возраст : 15 лет
Эксплуатация : тропики , морская вода , круглогодично

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
Возраст : 3 года
Эксплуатация : тропики , морская вода , круглогодично

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 .

Изучив эти пять лодок , можно сделать определенные выводы о том , что способствует долговечности конструкции из древесины и эпоксидной смолы . Реечная обшивка из кедра* или махогани , оклеенная стеклотканью с двух сторон , служит успешно .

Реечная обшивка из кедра* или махогани , оклеенная стеклотканью с двух сторон , служит успешно .

Морская краснодеревая фанера лучше всего . Еловая тоже хороша , но во избежание трещин требует оклейки стеклотканью весом не менее 200 г . Береза годится выше ватерлинии .

Торцевые поверхности фанеры следует тщательно покрывать

Для стрингеров ель Дугласа и махогани представляют удачный выбор . Хуже ведут себя ясень , дуб , ель и сосна ( особенно в обстоятельствах высокой влажности и плохой вентиляции).

Всегда следует использовать чистую прямослойную древесину . Сучки и свилеватости недопустимы.

Композитная скула намного лучше деревянной , поскольку чем больше объем древесины , тем более она нестабильна в размерах , что в результате ведет к образованию трещин по углам.

Массивные деревянные конструкции , необходимые для звукоизоляции при монтаже двигателя , должны изготавливаться ламинированными из материала не толще 25 мм. Используйте махогани . Материал большого сечения (типа 75 х 150 мм) , в особенности дуб , представляет неудачный выбор .

Вклееный в палубу на эпоксидной смоле крепеж оборудования хорошо служит как в пресной , так и соленой воде .

Шверты и рули , изготовленные из рейки и оклеенные стеклотканью надежны , в то время как фанера нет .

Конструкция оси шверта , описанная выше , показала свою долговечность

Для окраски бортов используйте светлые тона . Двухкомпонентные полиуретаны типа Awlgrip лучше всего . Однокомпонентные на втором месте .

Не следует применять полиуретаны ниже ватерлинии , если лодка будет оставаться в воде более одного дня. Используйте специальную краску для днища .

Натуральная отделка наружных поверхностей требует большого ухода и недолговечна.

Отделанная тиком палуба выглядит красиво , но по ней неудобно ходить на солнце и она требует большого ухода . Со временем ее неизбежно придется ремонтировать или менять . С точки зрения долговечности лучшей будет конструкция палубы из фанеры , оклееной слоем стеклоткани весом 200 г и окрашеной белой нескользящей краской .

Лодка из древесины на эпоксидной смоле нуждается в хорошей вентиляции .

 

Epoxyworks 17 / Spring 2001 

 

бесплатный счетчик Рейтинг@Mail.ru

bigmir)net TOP 100