F A Q по разделу "композиты"
Углеткань:
Итак, кое-что про ткани:
ткани стеклянные конструкционные:
самая знаменитая ткань - Т-10-80, пару лет назад сменилось название на Т-10-14
толщина 0.25 мм, ширина рулона 920 мм, поверхностная плотность 280 г/м кв.
состав - стекло бесщелочное алюмоборсиликатное, типа “Е”
Т-10(ВМП)-4С - ткань из стекла высокомодульного(и предположительно - высокопрочного)
тощина 0.25 мм(понятно, что может быть чуть толще и чуть тоньше), ширина рулона 920 мм, поверхностная плотность - 300 г/м кв.
состав - стекло бесщелочное алюмомагнийсиликатное(могу ошибаться), типа “S”
Ткани арамидные:
торговое наименование в США - Кевлар, в Европе - Тварон, в России и странах СНГ - СВМ, Армос, Русар(но в основном СВМ)
Маркировка: Т-42(могу ошибаться)
ширина рулона от 1 м
толщина от 0.2 до…
поверхностная плотность от 170 г/м кв. и до…(не знаю, но много)
от стеклянной отличается более высоким модулем упругости(повышенная жесткость композита), термостойкостью и - ВНИМАНИЕ: плохо режется и композит плохо обрабатывается стан. методами!!!
как и стеклоткань - дает радиопрозрачность, - угольная ткань НЕ ДАЕТ радиопрозрачности + вызывает электрохимич. коррозию со всеми сплавами и сталями, кроме сплавов титана(не знаю каких) и хромированных сталей!
Цены:
пишу ориентировочно(реально для Питера и Москвы, про другие города и страны не знаю):
1 кг стекловолокна: 250-300 руб.
1 кг углеволокна: 3000 руб.
1 кг СВМ волокна: 5000 руб.
Ремонт стеклопластиковых корпусов
Кирилл Вахнеев. kira@mail.fannet.ru
Это не сколько статья, сколько знания полученные на практике в форме заметок.
Ремонтом пластика я начал заниматься еще в спортивные времена. Когда в моменты запоев мастера вся база носила ко мне в ремонт сначала весла, а потом и лодки. Так как лодки били часто, то у меня была хорошая возможность эмпирическим путем получить много полезных знаний. Каковые потом активно применялись при ремонте корпусов мотолодок, катеров и яхт.
Основными материалами при ремонте пластиковых корпусов являются эпоксидные смолы и различные стеклоткани.
Эпоксидных смол на свете существует великое множество. В основном они все весьма стойки к внешним воздействиям после отверждения. Но как всегда то, что самое лучшее - не найдешь. Или стоит оно как чугунный мост. Опыты показали, что для обычные бытовые компаунды ЭДП и ЭКФ, а также автомобильная эпоксидная шпаклевка (суть тоже какой-то из ЭКФ) вполне пригодны для ремонта корпусов. Главное чтоб был соответсвующий отвердитель. ЭКФ после отверждения дает более пластичный слой. Всякие промышленные компаунды, из разряда “два ведра эпоксидки и ведро отвердителя” тоже годятся, но для ремонта они обычно нужны не в таких количествах в каких их обычно прут с заводов. И бывают зело токсичны. Можно аллергию получить, а можно получить отравление по типу БОВ кожно-нарывного действия плавно переходящее в экзему.
С эпоксидкой лучше всего работать на свежем воздухе или в хорошо проветриваемом помещении и в медицинских перчатках.
В идеале эпоксидка разводится с отвердителем по инструкции. Но опыты показали, что если хорошо размешать, то компаунд схватится и с малым количеством отвердителя. Только схватываться будет долго. И слой будет пластичнее. Соответственно и наоборот. Однако чем больше отвердителя, тем тверже и хрупче слой.
Иногда для рабты нужен компаунд с наполнителем. На самый худой конец в полевых условиях можно использовать даже сухой мелкий песок. Но лучше купить или иным способом поиметь молотую слюду или серебрянку. Не дуйте в серебрянку. Вам же будет хуже.
Если влить в смолу отвердитель не от нее, можно получить кучу проблем. Обычно смола чуть нагревается при добавлении отвердителя. Но в моей практике было и выделение какого-то вонючего дыма и возгорание и просто вонища.
Некоторые сорта эпоксидки прекрасно плавятся после отверждения при температуре ~150 градусов. Этим можно воспользоваться если надо удалить компаунд с негорючего материала.
Если компаунд подогревать при полимеризации, то он схватыается быстрее. Вспоминаем фен.
Если надо придавить поверхность покрытую компаундом, то достаточно положить сверху лист целлофана, полиэтилена, а лучше фторопласта.
Стеклоткань бывает разная. Я не специалист по маркам. Поэтому буду объяснять “на глаз”. При ремонте в основном нужна ткань со средним размером нитей. Желательно с “косым” или сатиновым плетением. Но и обычная, с “домотканым” переплетением тоже пойдет. В редких случаях нужна стеклодерюга или стеклорогожа. По толщине нитей они одинаковы. Отличаются переплетением. Для тех случаев, когда нужна толстая стеклоткань переплетение пофигу.
Стеклоткань которая нам нужна должна быть из витых нитей. Из цельных волокон не пойдет. Если ее встряхнуть, то из нее не должно вылетать облако кусочков стекла. Такую операцию как втряхивание большого куска стеклоткани лучше делать там где нет людей. По ветру. И задержав дыхание. Не дай бог эту гадость вдохнуть или натрясти себе или кому еще в глаза.
Стеклоткань идет в листах, рулонах и лентах. В листах это большой дефицит. То есть каждый кусок заделан со всех сторон. Рулон заделан только с двух сторон. В принципе лента - тот же рулон, но узкий. Обычно идет с самым удобным косым переплетом, но редко попадается шире 5 см.
В настоящее время стеклоткань различных марок довольно часто продаётся в обычных магазинах стройматериалов. Также можно купить стеклоткань в различных строительных организациях, например, занимающихся прокладкой теплотрасс. Ну или договорится с теми мужиками, которые эту теплотрассу обматывают.
Для работы стеклоткань должна быть сухой и обезжиренной. В полевых условиях быстро высушить стеклоткань можно хорошо прокалив ее на листе или в ведре. Гореть она не будет. Над костром лучше не сушить. Не дай бог прокоптится. Обезжиривается стеклоткань путем полоскания ее в любом растворителе.
Стеклоткань необходимо пропитать, прежде чем куда-то лепить. Пропитывать нужно путем многократного погружения заготовки в разведенный компаунд. После каждого погружения или “замешивания” в компаунде необходимо заготовку отжать. Например протянув ее между двумя плотно сжатыми палками, трубками, пальцами и т.п.
Корпус перед ремонтом должен быть чист, сух и обезжирен. В местах ремонта разумеется. в некоторых случаях требуется длительная сушка. Лучше техническим феном. Но и фен любимой жены и обычный домашний тепловентилятор тоже пойдет.
Типовые повреждения пластика: 1. повреждения декоративного слоя 2. трещины корпуса 3. “полупробоины” 4. пробоины 5. разошедшиеся “углы” 6. раковины 7. все это вместе
Повреждения декоративного слоя - мелкие повреждения. Царапина не повреждающая слой насквозь просто грунтуется грунтом ГФ или эпоксидкой без наполнителя. Зашлифовывается и закрашивается. Сквозная царапина , даже если неглубоко задет сам корпус зашпаклевывается компаундом с наполнителем. Зашлифовывается и закрашивается.Если декоративный слой отстает, то его надо слущить до того места, где он крепко сцеплен с корпусом.
Внутри корпуса обычно просто красят. Это так. На заметку.
Никогда не обрабатывайте края пробоин. Пусть они лучше махрятся. Крепче будет.
Там, где у нас ляжет стеклоткань корпус должен быть зачищен по первого с этой стороны родного слоя стеклоткани так, чтоб этот слой чуть замахрился. Пусть даже местами и порвался. Это лучше всего делать крупной шкуркой намотанной на брусок из дерева, пробки или мелкопористого пенопласта.
Лист стеклоткани надо клеить так, чтоб края были приглажены и не попадали на краску или декоративный слой.
При работах лучше не торопиться. И заранее придумать как поставить корпус в нужное положение. Бо удобнее всего что либо делать если рабочая площадь горизонтальна. А если есть необходимость приклеить большой кусок стеклоткани, то единственный способ положить его как надо - это разместить поверхность горизонтально или близко к горизонтали.
Трещины на плоскостях корпуса вещь редкая. Основной их источник - падения корпуса ли наезды на препятствия в холодную погоду. Поэтому если у вас появились трещины на покрытии это скорее всего трещины на покрытии. По хорошему их надо вскрыть. Облущить и заделать как описано выше. Но мелкие трещинки можно просто, просушив корпус, промазать эпоксидкой. Если действительно треснул сам корпус, то необходимо аккуратно снять декоративный слой с каждой стороны трещины. Примерно на 3 см с каждой стороны трещины. Зачистить внутри и снаружи корпус до чистой стеклоткани. Чтоб стеклоткань чуть замахрилась. Трещину высушить. Потом приложить максимум усилий, чтоб натолкать внутрь трещины эпоксидки. Обычно это делается так: надо хорошо нажать сначала с одной стороны, чтоб трещина раскрылась. Промазать. Потом повторить с другой стороны. После этого совместить края и зафиксировать на пуансоне или распорками. Вырезать полосу стеклоткани и пропитать ее компаундом. На все зачищенное место наложить пропитанную полосу. С обеих сторон. Тут самое важное, не допустить пузырей и складок. Впоминаем про медицинские перчатки, то бишь руки и валик. Валик можно сделать из старого аэрозольного баллончика. Или просто баллончиком или бутылкой прикатать от середины к краям. Ждем пока все это застынет. Шлифуем. Покрываем еще одним слоем эпоксидки. Шлифуем и красим.
Полупробоина - мерзкое повреждение. Это пролом в корпусе при котором кусок пластика остается большей частью прикрепленным к корпусу. Не лоскутом, а именно большей частью. В общем мерзость. Обчищаем с обеих сторон. Потом прикидываем, удастся ли поставить кусок на место. Обычно это удается при небольших проломах. Если шансов никаких не наблюдается, то лучше убрать кусок. Получить нормальную пробоину и заделать как описано ниже. Если сам кусок поврежден, то тоже надо его удалить.Но можно попробовать вправить. Промазываем компаундом все поверхности.Со стороны направления удара при проломе ставим хороший упор. Желательно с прокладкой из толстой резины. С другой стороны киянкой аккуратно ставим кусок на место. Точно на место не получится никогда, но надо постараться. В результате с одной стороны получаем вмятину, с другой выпуклость. На выпуклость сразу ставим пропитанный кусок стеклоткани. И фиксируем распоркой или грузом. Когда все полимеризуется, начинаем обрабатывать вмятину. Смолой с наполнителем шпаклюем. После застывания шлифуем. Клеим пропитанный лист. Шлифуем. покрываем тонким слоем. Шлифуем и красим.
Для хорошей заделки пробоины надо сделать пуансон. Например из пенопласта. Это необходимо для того, чтоб не нарушить обводов. Лучше если это будет пуансон по внешним обводам. Это как раз случай, когда нужна толстая стеклоткань. Обрабатываем края. То есть снимаем краску и слегда замахряем родную стеклоткань. Из стеклодерюги вырезаем несколько заплат, с минимальным (3-5мм) перекрытием покрывающих дыру. Количество слоев подобрать на глаз из расчета, что толщина пакета должна соответствовать толщине корпуса. Ставим пуансон. Вклеиваем заплаты послойно. Каждый слой досушивается до полуполимеризации смолы. И никаких пузырей!!! После этого изнутри корпуса: шлифуем, клеим еще один слой, шлифуем, второй слой, шлифуем, покрываем слоем чистой смолы, шлифуем, красим. Снаружи кладем один слой и так же обрабатываем.
Разошедшиеся углы клеятся аналогично заделке трещин. Но лучше всего для них использовать именно ленту. Углы в транце желательно ставить на кницы. Кницы изготавливаются из фанеры или бак-фанеры. Тщательно подгоняются по углу сопряжения. Сначала вклеивают саму кницу. Потом ее обклеивают стеклотканью. Для примера: на транец Ладоги-2 было поставлено на стыки с бортами по две кницы со стороной 100мм. На стык днища по три с каждой стороны. Разумеется все места прилегания стеклоткани тщательно зачищаются до первого родного слоя.
Мерзее раковин никто еще ничего не придумал. Раковина в слоистом пластике это или заводской брак. Или это результат попадания между слоями корпуса воды. Это обычно возникает в результате повреждений внешних слоев. После пары зимовок замерзающая вода распирает слои. Если эта раковина ближе к внутренней стороне, то можно предположить, что и вход в нее изнутри. На такое повреждение лучше забить. Если это ближе к внешней стороне, то ее надо обязательно заделать. Основная проблема - раковину очень трудно просушить. поэтому чтоб не ждать месяц на солнышке раковину нужно вскрыть. Со стороны попадания в нее воды сверлим отверстие ~ 8-10 мм. Глубиной до попадания в полость. Проволокой или любым другим тонким и гибким предметом определяем истинные размеры раковины. Ножом или “коготком” из ножовочного полотна вскрываем раковину. Делаем достаточно широкий, до 5 мм. разрез вдоль самого большого размера раковины. Возможно несколько параллельных разрезов. Есши ширина раковины больше 100-120мм Через разрез сушим феном. Потом внутрь шприцем загоняем как можно больше компаунда. Самое главное, раковину нужно потом по всей ее площади зажать в какой либо пресс. Или распоркой и подпоркой. Или струбциной с большим охватом. Или грузом. Ну и любимый процесс шпаклевки шлифовки и покраски после полимеризации.
Трехслойные конструкции
Трехслойные конструкции
Среди множества новых разнообразных конструкционных синтетических материалов наибольшее распространение для постройки малых судов получили стеклопластики, состоящие из стекловолокнистого армирующего материала и связующего (чаще всего — на основе полиэфирных смол). Эти композиционные материалы обладают целым рядом достоинств, обусловивших их популярность среди конструкторов и строителей малых судов.
Процесс отверждения полиэфирных смол и получения стеклопластиков на их основе может происходить при комнатной температуре, что позволяет изготовлять изделия без нагрева и повышенного давления, что, в свою очередь, исключает необходимость в сложных процессах и дорогостоящем оборудовании.
Полиэфирные стеклопластики обладают высокой механической прочностью и не уступают, в некоторых случаях, стали, обладая при этом гораздо меньшей удельной массой. Кроме того, стеклопластики обладают большой демпфирующей способностью, что позволяет корпусу судна выдерживать большие ударные и вибрационные нагрузки. Если же сила удара превысит критическую нагрузку, то разрушения в пластмассовом корпусе, как правило, локальны и не распространяются на большую площадь.
Стеклопластик обладает относительно высокой стойкостью к действию воды, масла, дизельного топлива, атмосферных влияний. Из стеклопластика иногда изготавливают топливные и водяные цистерны, причем полупрозрачность материала позволяет наблюдать уровень хранящейся жидкости.
Корпуса небольших судов из стеклопластика обычно монолитны, что исключает возможность проникновения воды внутрь; они не гниют, не корродируют, окрашивать заново их можно раз в несколько лет. Для спортивных судов важна возможность получения идеально гладкой наружной поверхности корпуса, обладающей низким сопротивлением трения при движении в воде.
Однако, как конструкционный материал, стеклопластик имеет и некоторые недостатки: сравнительно невысокую жесткость, тенденцию к ползучести при действии постоянных нагрузок; соединения деталей из стеклопластика обладают сравнительно низкой прочностью.
Стеклопластики на основе полиэфирных смол изготавливаются при температуре 18—25 °С и не требуют дополнительного нагрева. Отверждение полиэфирных стеклопластиков протекает в две стадии:
1 стадия — 2—3 суток (материал набирает примерно 70 % своей прочности);
2 стадия— 1—2 месяца (наращивание прочности до 80—90 %).
Для достижения максимальной прочности конструкции необходимо, чтобы содержание связующего в стеклопластике было минимально достаточным для заполнения всех зазоров армирующего наполнителя с целью получения монолитного материала. В обычных стеклопластиках соотношение связующее — наполнитель составляет обычно 1:1; в этом случае суммарная прочность стеклянных волокон используется на 50—70 %.
Основными армирующими стекловолокнистыми материалами являются жгуты, холсты (стекломаты), рубленое волокно и стеклоткани. Применение тканых материалов с использованием крученых стеклонитей в качестве армирующих наполнителей для изготовления корпусов катеров и яхт из стеклопластиков вряд ли оправдано как экономически, так и технологически. Наоборот, нетканые материалы для тех же целей являются очень перспективными и объем их применения растет с каждым годом.
Наиболее дешевый наполнитель — это стекложгуты. В жгуте стеклянные волокна расположены параллельно, что позволяет получить стеклопластик, обладающий высокой прочностью при разрыве и продольном сжатии (по длине волокна). Поэтому жгуты применяются для получения изделий, где необходимо добиться преимущественной прочности в одном направлении, например, балок набора. При постройке корпусов нарезанные (10—15 мм) жгуты используют для уплотнения конструктивных зазоров, образующихся при выполнении различного рода соединений.
Рубленые стекложгуты служат также для изготовления корпусов небольших катеров, яхт, получаемых путем напыления волокон в смеси с полиэфирной смолой на соответствующую форму.
Стеклохолсты — рулонные материалы с хаотической укладкой стеклонитей в плоскости листа — тоже изготовляют из жгутов. Стеклопластики на основе холстов имеют более низкие прочностные характеристики, чем стеклопластики на основе тканей, вследствие более низкой прочности самих холстов. Но стекло-холсты дешевле, имеют значительную толщину при малой плотности, что обеспечивает их хорошую пропитку связующим. Слои стеклохолстов могут связываться в поперечном направлении химически (с помощью связующих) или механической прошивкой. Такие армирующие наполнители укладываются по поверхности с большой кривизной легче, чем ткани (ткань образует складки, требует предварительного раскроя и подгонки). Холсты применяют преимущественно при изготовлении корпусов шлюпок, мотолодок, яхт. В комбинации со стеклотканями холсты могут применяться для изготовления корпусов судов, к которым предъявляются более высокие прочностные требования.
Наиболее ответственные конструкции изготавливаются на основе стеклотканей. Чаще всего применяются ткани сатинового переплетения, которые обеспечивают более высокий коэффициент использования прочности нитей в стеклопластике.
Кроме того, в мелком судостроении широко используют жгутовую стеклоткань. Она изготавливается из некрученых нитей — жгутов. Эта ткань имеет больший вес, меньшую плотность, но и меньшую стоимость, чем ткани из крученых нитей. Поэтому применение жгутовых тканей весьма экономично, учитывая, к тому же, меньшую трудоемкость при формовании конструкций. При изготовлении шлюпок, катеров жгутовая ткань часто применяется для наружных слоев стеклопластика, внутренние же слои выкладываются из жесткого стеклохолста. Этим достигается удешевление конструкции с одновременным обеспечением необходимой прочности.
далее идут таблицы и картинки, поэтому даю ссылку на сайт
www.boatyard.ru/modules.php?name=Pages2&pa=showpag…