Информация о материалах, используемых для постройки небольших деревянных кораблей

Информация о материалах, используемых для постройки небольших деревянных кораблей.

Сведения о материалах, применяемых для постройки малых деревянных судов

Сама древесина, время резки и процесс сушки интересны для торговцев деревом и лесорубов, которые покупают древесину с корнями, распиливают ее на пиломатериалы и хранят. Дизайнера и строителя интересуют данные о прочности, долговечности, удобоукладываемости, стоимости древесины и т. Д. Помимо учета вышеуказанных факторов, они должны полагаться на свою квалификацию и опыт работы.

Из всех известных на постсоветском пространстве пород древесины не более десяти, отличающихся влагостойкостью и прочностью, могут быть использованы при строительстве корпусов кораблей. Для изготовления внешней обшивки используются хвойные породы, содержащие смолу, и дуб с танинами, препятствующими гниению.

При строительстве небольших кораблей больше всего использовались сосна, ель, лиственница, кедр, дуб и ясень. Из завезенных пород используются разные сорта красного дерева и гондурасского кедра.

сосна Сосна имеет высокую прочность – 100 Н / мм 2, легкая (объемный вес 0,51-0,55 т / м 3), простая, легко обрабатываемая. Это касается всех частей корпуса, обшивки и других частей деревянных плавсредств. Предпочтительна мелкая сосна с желтоватым оттенком.

Ель – Менее прочный (80 Н / мм 2), легко прокалывается, но обладает хорошей водостойкостью. Считается хорошим материалом для наружной обшивки арок, продольной сборки. Объемный вес 0,46 т / м3.

Лиственница Имеет твердую и прочную древесину (100 Н / мм 2) с прямыми тонкими слоями. Объемный вес 0,66 т / м 3. Он используется для

Применяется для изготовления килей, весел и других деталей продольных и поперечных шпангоутов.

Кедр сибирский – Кедр сибирский – легкая (объемный вес – 0,44 т / м3), достаточно прочная (90 н / мм2), плотная древесина. Используется для обрезки и установки деталей.

дуб – Очень прочная (110 Н / мм 2) и очень твердая древесина, которая не только хорошо ведет себя в воде, но и не теряет своей эластичности. Это незаменимый материал для изготовления мечей, килей, трюмных стрингеров и наиболее нагруженных луков, хотя обработка дуба относительно трудоемка. Объемный вес 0,72 т / м3. В отличие от хвойных, прочность дуба тем больше, чем шире годичные слои.

Пепел – он одновременно трудный, стойкий и очень трудолюбивый. Объемный вес 0,66 т / м3. Крепежный материал хорошо заделывается в золу. В основном используется для гнутых деталей комплектов.

Помимо перечисленных пород древесины, в ограниченном количестве используются: пихта – для изготовления элементов комплектов с меньшей прочностью и устойчивостью к изменяющимся условиям влажности; тик – для обшивки и настилов; каштан – для элементов вагонки, бук – для мебели и внутренней отделки; береза ​​- под фанеру или шпон.

Что касается красного дерева, то в судостроении чаще всего используются следующие породы: красное дерево . Эта древесина имеет красивую коричнево-красную или коричневатую текстуру, она плотная, твердая и тяжелая (объемный вес 0,54-0,75 т / м3). Он отличается низким влагопоглощением, высокой устойчивостью к гниению, небольшим количеством деформаций и очень редко трескается. Этот сорт широко используется для облицовки, переборок и внутренней отделки больших судов.

Гондурасский кедр представляет собой мягкую красноватую древесину с насыпной плотностью 0,5-0,65 т / м3, легко обрабатываемую. Применяется для облицовки гоночных катеров и яхт, а также для внутренней отделки плавсредств.

Влажность – Процент влажности древесины по отношению к ее массе определяет не только основные технологические свойства древесины, но и стабильность формы конечных конструкций и их прочность.

Влажность древесины, высушенной на воздухе, составляет около 15%. Это среднее значение меняется в зависимости от сезона, влажности и температуры воздуха. Строительстводревесина с влажностью от 12 до 18% используется в судостроении. Использование более сухого материала приводит к тому, что древесина в конечной конструкции набухает, увеличиваются ее линейные размеры, появляются высокие нагрузки, в результате чего могут образовываться несущие стыки, разрушаются крепежные детали и стыки теряют герметичность. С другой стороны, обработка элементов из дерева с влажностью выше 20% затруднена, а клеевые соединения становятся нестабильными.

Читайте также:  Fibrafort Style: технические характеристики, цена, отзывы

Если деталь изготовлена ​​из необработанной древесины, то ее размеры в поперечном сечении при сушке существенно изменяются (рис. 3.1, а). В радиальном направлении (от сердцевины к наружной части ствола) – размер поперечного сечения уменьшается на 1,5-1,7%, а в тангенциальном направлении (по касательным к годовым кольцам) – на 2,6-2,8. %. Сушка по волокнам составляет всего 0,1-0,15%, поэтому ею можно пренебречь. На такой же процент увеличивается размер заготовки при набухании.

В современном судостроении усадку и набухание предотвращают за счет изоляции древесины от проникновения влаги. В самом современном виде это наблюдается в фанере. Фанера очень мало впитывает воду, потому что ячейки древесины, усадка которых уменьшена до 6-8%, практически не впитывают влагу благодаря современной изоляции.

Влажность древесины измеряется достаточно точно путем взвешивания образцов в сушилках на прецизионных весах с нулевой отметкой или с помощью гигрометров на основе измерений электрического сопротивления.

Так как усадка пиломатериалов разнится в разные стороны, она ей сопутствует. искажения – Потеря плоскостности, иногда появляются трещины. Наибольшие перекосы наблюдаются у пиломатериалов, пропиленных из беленой части бревна – ближе к коре.

В судостроении – пиломатериалы радиальные с годичными кольцами, перпендикулярными поверхности доски, или пиломатериалы тангенциального профиля с годичными кольцами, наклоненными под углом не более 30 ° к кромке доски (рис. 3.1, б). В случае слоистых (сэндвич) элементов допускается использование ламелей с годичными кольцами, наклоненными под углом 45o, так как соответствующее расположение ламелей внутри элемента позволяет компенсировать повышенную деформацию таких ламелей (рис. 3.1, в). ).

Рис.3.1 Зависимость усадки деревянных заготовок от способа протирания бревен (а);
допустимое положение годичных колец в досках обшивки (б) и ламинированных плитах
тарелки (б); допустимое положение годичных колец в ламинированных плитах (в). Значения усадки, показанные на рисунке, относятся к сушке на воздухе при влажности 15%.
доска с влажностью воздуха от 15% до влажности 6%

Долговечность, прочность и плотность Прочность, прочность и плотность – важные факторы в судостроении. Классы прочности установлены на основании испытаний, проведенных различными институтами. В условиях Центральной Европы порода древесины оценивается с точки зрения

срок службы в годах для необработанной древесины, контактирующей с землей. Консервированная древесина, конечно, намного дольше используется, и ее можно легко расширить, если выдержать ее в воде только один сезон. Прочность древесины варьируется в зависимости от ее породы и приложенной нагрузки. Наибольшая прочность древесины достигается при приложении нагрузки вдоль волокон. В случае сжатия по волокну образец разрушается, когда он подвергается напряжению, равному примерно половине растягивающего напряжения. Растягивающие нагрузки, приложенные поперечно к зернам, приводят к тому, что 1 / 16 часть прочности на разрыв вдоль волокон. В случае сжатия поперек волокон образец разрушается при 10-20% растягивающего напряжения вдоль волокон. Эти напряжения также являются основой для расчета изгибных напряжений разрушения.

Плотность древесины коррелирует с прочностью и, в некотором смысле, с долговечностью элементов, сделанных из нее. Чем прочнее и долговечнее древесина, тем она тяжелее. Поэтому из более светлого деревакомпоненты сделаны, которые меньше подвержены погодным условиям и большим нагрузкам.

Древесина не имеет однородной структуры и часто содержит разные. пятна Древесина не имеет однородной структуры и часто содержит структурные дефекты различного типа, снижающие прочность материала: сучки, трещины, пересечение слоев, вздутие и т. Д. Для деталей набора и покрытия необходимо выбирать древесина лучшего качества.

Узлы Особенно отвалившиеся и сгнившие сучки следует утилизировать как металлолом при изготовлении деталей. В крайнем случае можно просверлить узел и приклеить вставку из массива дерева. Если такая доска предназначена для досок или настилов, накладку следует располагать с внутренней стороны торца. Недопустимы рыхлые сучки и сучки табака, которые остаются на стволе пораженных ветвей.

Читайте также:  Катер прогулочный пластиковый "Кафа-2500" (Проекты / Катера)

Полосы, доски и доски не подходят для части набора наискось – волокна отклоняются от своего прямого расположения параллельно краю пластины

подножки более чем на 8-10% (8-10 мм на метр длины заготовки). Снятие фаски значительно снижает прочность деталей и приводит к поломке при эксплуатации корабля. В некоторых случаях в слоистых элементах можно использовать ламели из сланца.

Древесина как материал органического происхождения подлежит грибковые заболевания Особенно в случае недостаточной защиты компонентов. В этом случае процесс гниения быстро распространяется на всю конструкцию корпуса. На первой, начальной стадии гниения древесина меняет цвет, не повреждая клетки и не снижая прочности волокон. Пятна гниения на начальной стадии гнили необходимо удалить строганием до здоровой древесины. Древесина второго этапа утилизируется как отходы.

Современное судостроение невозможно представить без широкого использования фанеры. Склеивание нескольких слоев шпона в продольном и поперечном направлениях обеспечивает более или менее одинаковую прочность фанеры в обоих направлениях.

По технологии производства фанеру можно катать или резать, в зависимости от того, как распиливают бревна. В случае валковой облицовки заготовка разматывается спиральной размоткой. В случае облицовки ножом заготовка раскатывается ножом, который касается основания. Фанера для ножей более дорогая в производстве и более ценная из-за красивой текстуры и гладкой поверхности, требующей меньшего количества обработки и шлифовки.

Фанера для изготовления корпусов судов должна быть из качественной древесины, без сучков и других дефектов. Полосы шпона во внутренних слоях должны быть плотно подогнаны и склеены. Слои шпона следует склеивать клеями из синтетических смол, водостойкость и погодные условия которых следует тщательно проверять. Обычно используются клеи на основе формальдегида.

В отечественном судостроении используются следующие марки фанеры: Бакелизированная фанера он самый прочный и самый водостойкий. Изготавливается из марок БФС и БФБ толщиной 5-12 мм, в листах длиной от 1,5 до 5 м. Поверхность фанеры Бакел покрыта слоем смолы и имеет вид лакированной фанеры. Его можно использовать для выравнивания посуды как с закругленными, так и с остро обрезанными краями после разделения фанерного листа на полосы необходимой ширины. Бакелированная фанера имеет высокую насыпную плотность до 1,2 т / м3 и тонет в воде.

Фанера БФС производится с использованием спирторастворимых смол; BFB-1 имеет средние слои с водорастворимыми смолами, а оболочка пропитана растворимыми в спирте смолами; БФБ-2 полностью производится на водорастворимых смолах;

Пятислойная авиационная березовая фанера БС-1, БП-1, БПС-1 обладает повышенной прочностью и водостойкостью. Она легче бакелизированной фанеры. Слои фанеры склеены бакелитовой фольгой и смолой С1. Производится вплиты толщиной от 3 до 12 мм;

– для корпусов малых моторных лодок и понтонов, при условии, что защита корпуса тщательно закрыта, может использоваться фанера FRC или FC.

Эпоксидные, винилэфирные и полиэфирные смолы.

Эти смолы используются в судостроении для пропитки волокон при производстве армированных волокнами пластиков. Независимо от типа волокна (стекловолокно, углерод, кевлар, древесное волокно) адгезия смол и пропитка волокна являются наиболее важными моментами в производстве высококачественного продукта.

ЭПОКСИДНЫЕ СМОЛЫ. Это наиболее универсальное семейство смол, используемых при производстве композитных конструкций и ремонте судов.

Практически по всем параметрам эти смолы обеспечивают самые высокие показатели клеевого шва и прочности. В настоящее время разработаны смолы, не содержащие вредных веществ и не выделяющие фенол при застывании. Смолы характеризуются чрезвычайно низкой усадкой. При ремонте компонента, изначально сделанного из полиэфирных и винилэфирных смол и подвергавшегося деформации и растрескиванию, хорошо затвердевшая эпоксидная смола имеет прочность связи 2000 фунтов на квадратный дюйм (500 фунтов на квадратный дюйм винилового эфира). Независимо от того, из какой комбинации дерева, углеродного волокна, кевлара, стекловолокна и заполнителя сделано ремонтируемое изделие, смола хорошо впитается и образует с ним прочный композит. Когда эпоксидная смола используется в качестве химического барьерного слоя, покрытие имеет очень низкое водопоглощение (менее 0,5%), и вы можете быть уверены, что финишные покрытия будут хорошо сцепляться с эпоксидной подложкой и подложкой с корпусом корабля.

Читайте также:  Судовые испытания "232 Captiva Cuddy" и "250 Fiesta Vee" (советы / впечатления)

Современные эпоксидные смолы могут иметь низкую вязкость и контролируемое время отверждения.

ВИНИЛЭСТЕРНЫЕ СМОЛЫ. Они отражают шаг в правильном направлении развития смол. Хотя у них такой же механизм связывания в перекисном пространстве, что и у полиэфирных смол. Дополнительная прочность этих гибридных смол обусловлена ​​частицами эпоксидной смолы, встроенными в их основу. Усадка при отверждении умеренная. Повышенная прочность модифицированной смолы предотвращает образование микротрещин, а сама смоляная грунтовка увеличивает адгезию к поверхности. Некоторые из имеющихся в продаже барьерных покрытий основаны на этом семействе смол и обладают хорошими водостойкими свойствами. Недостатком винилэфирных смол является критичность их приготовления, высокое содержание вредных веществ (в виде стирола), чувствительность к влаге и температуре (они могут не полимеризоваться). Хорошая винилэфирная смола очень дорога по сравнению с полиэфирной смолой, а ее цена близка к цене эпоксидной смолы. Смолы на основе винилэфира, несомненно, превосходят полиэфирные смолы, если рассматривать стандартный перекисный процесс, но их адгезия к разнородным и ранее затвердевшим поверхностям все еще очень низка, и многие корпуса на основе винилэфиров страдают от той же проблемы массивного отслоения внешнего слоя стекловолокна от агрегат и переборка. Кроме того, барьерные покрытия почти всегда наносятся после продажи корабля, и очень важно, чтобы покрытие имело прочную связь с субстратом. Смолы на основе винилэфира обладают хорошей адгезией к стекловолокну и низкой адгезией к более экзотическим материалам (кевлар, углеродное волокно) и дереву. Для отверждения полиэфирных и винилэфирных смол на открытых поверхностях необходимо добавлять специальные добавки. Перекрытие требует тщательной подготовки поверхности для обеспечения адгезии.

СМОЛЫ ПОЛИЭФИРНЫЕ. Самая дешевая из всех смол, используемых в судостроении, из стекловолокна с отрицательной рецептурой матрицы. Основным преимуществом полиэфирных смол по сравнению с винилэфирными и эпоксидными смолами является их исключительная дешевизна. К недостаткам можно отнести плохую адгезию, высокую фильтрацию воды, высокую усадку и высокое содержание вредных веществ. Можно использовать только со стекловолокном. Он лучше всего подходит для конструкций, для которых не важны вес, адгезия и вязкость разрушения. Примером может служить производство простого цельного компонента из стекловолокна в открытой матрице за одну операцию и без создания вторичных стыков на этой смоле. Если точность формы не очень важна, не важна водонепроницаемость, а рабочее место хорошо вентилируется, то лучшим кандидатом будет полиэфирная смола. Полиэфирные смолы имеют долгую историю плохой адгезии и растяжимости, что делает конечный продукт склонным к микротрещинам и образованию плохих вторичных адгезионных связей. Эти свойства становятся важными, когда дело доходит до соединения различных материалов в одном продукте или когда материалы не имеют обычной основы из стекловолокна.

Готовые корпуса из полиэфирной смолы страдают от осмотических пузырьков, если они не обработаны эпоксидной смолой для образования барьерного покрытия. Верфи заполнены корпусами и надстройками с огромными участками отслоения стекловолокна и его отделения от агрегата. Все это стало результатом общего нарушения технологии производства клея (использование полиэфирной смолы в качестве клея).

MAS Эпоксидный материал
Интерпретация Сергея Баркалова

Оцените статью
Добавить комментарий