2.5. Ремонт пластиковых корпусов

Самым распространенным материалом для изготовления жестких пластиковых корпусов в нашей стране является стеклопластик. Начиная с первых лет выпуска пластиковых лодок этот материал считался наиболее стойким к воздействию воды, коррозии, перепадам температуры и других разрушающих факторов.

Многолетняя практика эксплуатации судов из стеклопластика показала, что стеклопластик, вопреки устоявшемуся мнению, подвержен разрушающему действию воды, тепла и ультрафиолетовых лучей. Со временем оказалось, что полиэфирные стеклопластики способны впитывать и фильтровать воду, недостаточно стойки к истиранию и многократному изгибу. Кроме этого, декоративное покрытие меняет свой цвет под действием солнечных лучей, выкрашивается, частицы смолы вымываются, обнажая армирующую ткань. Если это произошло, то дальнейшее разрушение ускоряется, и материал может полностью утратить свои первоначальные свойства.

Основной причиной разрушения стеклопластиковой обшивки при длительном нахождении в воде является осмотический процесс. По принятой технологии изготовление оболочки начинается с нанесения на форму-матрицу красителя, содержащего какой-либо пигмент. После этого на него накладывают слои стеклоткани или другого армирующего материала, пропитанного связующим. В этих слоях содержится множество мелких воздушных пузырьков (пустот), которые вязкая смола не успевает заполнить за время полимеризации. Много таких пустот (иногда довольно крупных) остается также непосредственно под декоративным слоем. Последний представляет собой отвержденный слой неармированного связующего толщиной не более 1,0 мм, в который входят пигменты и другие добавки.

Как известно, армирующая часть слоя состоит из стеклянных волокон, толщина которых колеблется от 5 до 15 микрон. Поскольку эти волокна свиты в нити или жгуты, то проникновение смолы в такую сложную систему каналов весьма затруднено. Однако, с течением времени, вода через декоративный слой проникает в ближайшие пустоты и начинает взаимодействовать с определенными составляющими полиэфирного компаунда.

Роль растворителя в этом осмотическом процессе выполняет забортная вода, а роль полупроницаемой мембраны — декоративный слой. В соответствии с процессами осмоса концентрация кислотного раствора, который находится внутри пустот, должна быть равна концентрации кислоты в воде, находящейся за пленкой декоративного слоя. Поэтому при выравнивании концентраций происходит интенсивное поглощение воды и осмотическое (или гидростатическое) давление внутри этих пустот поднимается до 5 и более атмосфер.

В результате декоративный слой начинает лопаться и на его поверхности образуется сетка из крестообразных трещин. Потеря декоративным слоем герметичности приводит к тому, что вода проникает к более глубоким слоям стекловолокна и процесс повторяется уже в толще обшивки.

Следует иметь в виду, что в пресной воде осмотическое разрушение проходит более интенсивно, чем в морской. Ускоряют его также темные пигменты, способствующие более сильному нагреву корпуса, а также фотохимические процессы, приводящие к усадке полиэфирной смолы.

Увеличение толщины неармированного декоративного слоя, не повышает защищенность корпуса, особенно на тонкой обшивке. Также бесполезно применять пигментированное связующее, поскольку добавление краски в смолу только улучшает условия диффузии воды.

В качестве профилактических мер, препятствующих проявлению осмотического процесса, можно порекомендовать следующие.

Новый корпус моторной лодки из стеклопластика следует строить в сухом помещении или на открытом воздухе, но при невысокой влажности. Прикатывать и приформовывать слои ламината нужно с особой тщательностью, избегая образования пузырьков, каверн и различных неровностей, которые могут служить их основой при укладке следующего слоя.

Во время приготовления связующего весьма важным является соблюдение правильного соотношения компонентов, поскольку их остатки могут образовывать локальные зоны с повышенной кислотностью.

Перед спуском на воду необходимо дождаться полной полимеризации пластика, иногда на это требуется до нескольких недель.

Типичными повреждениями пластмассовых судов являются пробоины и трещины в корпусе, отрыв набора, переборок и банок от обшивки, потертости (вплоть до истирания нескольких слоев стеклоткани по днищу), выкрашивание декоративного слоя. Во всех случаях хорошее качество ремонта можно получить лишь при соблюдении определенного режима, в первую очередь — температуры и влажности воздуха. Лучше всего ремонтировать лодку в закрытом помещении, в котором можно поддерживать температуру в пределах 16-20°, а влажность не превышает 65%. В теплый безветренный день возможен ремонт и под открытым небом. При необходимости проведения работ при низких температурах (0-18°) связующее надо готовить по особой рецептуре, указанной в табл. 7.



Мелкие дефекты — царапины, небольшие трещины, выкрашивания декоративного слоя, раковины и вмятины — можно заделать шпаклевкой с последующим прошкуриванием и подкраской. Прежде всего, следует установить границы поврежденного места, удалить все отстающие и «размочаленные» участки стеклоткани, если нужно — «раскрыть» трещину или раковину, сняв с кромок фаски острым инструментом. Затем необходимо зачистить весь район повреждения мелкозернистой шлифовальной шкуркой, удалить пыль и обезжирить поверхность уайт-спиритом.

Шпаклевать царапины, мелкие трещины и раковины можно нитрошпаклевкой типа НЦ-00-8.

Для заделки глубоких дефектов нужно применять шпаклевку на основе эпоксидной смолы марки ЭД-5: смола — 100 вес. частей; дибутилфталат (или тиокол) — 15 вес. ч.; каолин — 80 — 100 вес. ч. и полиэтиленполиамин — 12,5 вес. ч. Шпаклевка готовится в строго определенной последовательности. Сначала в эпоксидную смолу вводят дибутилфталат или тиокол и тщательно перемешивают; затем, продолжая перемешивать, добавляют наполнитель — каолин. После тщательного, чтобы не оставалось комочков, перемешивания в сосуд небольшими порциями добавляют отвердитель — полиэтиленполиамин — и снова тщательно перемешивают состав. Если используется эпоксидный клей ЭДП, то пластификатор (дибутилфталат или тиокол) не вводят.

Шпаклевку рекомендуется готовить небольшими порциями, чтобы успеть израсходовать ее до начала полимеризации смолы, т. е. в течение получаса. При 20° эпоксидная шпаклевка застывает за 30 — 40 мин., а полная полимеризация длится 2,5-3 часа. После этого можно зашпаклеванное место зачистить и покрасить.

Сквозные пробоины, как и поверхностные разрушения одного или нескольких внешних слоев, ремонтируют накладыванием (приформовкой) нескольких новых слоев стеклоткани, пропитанной связующим (табл. 6).

При ремонте пробоины предварительно нужно выпилить весь поврежденный участок — до здорового, монолитного стеклопластика — и одновременно придать вырезу правильную форму, например прямоугольную со скругленными углами. Затем следует разделать кромки, сняв фаску со стороны заделки отверстия на ширину, равную примерно 10 толщинам стенки корпуса (рис. 13)



После этого остается зачистить район приформовки заплат вокруг пробоины до обнажения текстуры стеклоткани. Поверхности можно зачищать грубым напильником, наждачной бумагой, скребками, пыль обычно удаляется сухой чистой ветошью. Важно, чтобы на зачищенное место не попали капли масла, жира или воды.

Из стеклоткани выкраивают необходимое количество повторяющих форму выреза заплат с учетом того, чтобы каждая из них была больше предыдущей (нижней) с перекроем на сторону около 10 мм. Резать стеклоткань можно острым ножом или портняжными ножницами. Лучше всего использовать стеклосетку СЭ-0-1, стеклоткань сатинового переплетения АСТТ(б)-С2-О, жгутовую ткань — стеклорогожу ТЖС-0,7. Следует иметь в виду, что для образования стеклопластика толщиной 5 мм необходимо наложить 10—11 слоев указанной ткани, 20 слоев стеклосетки или 8 слоев стеклорогожи.

За неимением стеклоткани временно для заделки пробоины можно использовать плотную хлопчатобумажную ткань типа бязи на клею. При таком варианте прочность отремонтированных мест будет, естественно, ниже прочности основного материала, однако водонепроницаемость можно гарантировать.

Чтобы заплатки не портили вид отремонтированного судна, их обычно ставят изнутри корпуса. Снаружи к обшивке на время работы прижимают изогнутый по обводу кусок фанеры или картона, покрытый разделительным слоем (например, полиэтиленовой пленкой): он будет служить своего рода шаблоном при заполнении отверстия стеклопластиком.

На защищенную поверхность обшивки по краям выреза кистью наносят связующее и затем укладывают в определенной последовательности все заготовленные заплатки. Ткань можно пропитывать связующим до укладки или непосредственно при укладке на место. Нельзя допускать появления воздушных пузырей между слоями. Их удаляют проглаживанием резиновым шпателем или простукиванием торцом жесткой кисти. Все слои должны быть хорошо пропитаны связующим: для контроля за его расходом полезно иметь в виду, что его идет примерно столько же по весу, сколько и стеклоткани.

Отремонтированные места после отверждения связующего (обычно через 1 - 3 дня) зачищают скребком и шкуркой, при необходимости шпаклюют и окрашивают. При заполнении стеклопластиком не сквозных, но сравнительно глубоких наружных повреждений необходимо изнутри подкрепить ремонтируемый участок корпуса, приклеив 2—4 слоя стеклоткани с перекроем относительно границ наружной заделки до 150 — 200 мм по всему периметру.

Сходный порядок работ сохраняется и при выполнении при-формовки оторвавшихся деталей набора или банок. Для этой цели используют полосы стеклоткани шириной 60 — 150 мм, выкраиваемые с перекроем кромок каждой нижней, ранее уложенной полосы. Места приформовки также тщательно зачищают для обеспечения хорошей адгезии вновь накладываемого материала с основным материалом корпуса.

Ликвидировать образовавшийся зазор между соединяемыми элементами чаще всего удается простым прижатием с помощью грузов, клина или рычага; в ряде случаев приходится его зафор-мовывать, закладывая жгут стеклоткани на смоле. Оторванные от обшивки присоединительные полки (образовавшиеся во время приформовки при изготовлении лодки) следует удалить — вырубить — на всей длине ремонтируемого участка.

Общая толщина слоев приформовки присоединяемых узлов должна быть примерно равна толщине самого присоединяемого элемента. Если ремонтируется участок отрыва переборки от обшивки, следует там, где это возможно, приформовку производить с обеих сторон переборки.

Принципиально метод приформовки пригоден для восстановления лодок после таких тяжелых повреждений как отрыв транца, трещин или даже разлома днища в районе ДП, которые происходят под действием циклических нагрузок, истирания и т. п.

В качестве подобного примера ниже рассматривается методика восстановления мотолодки «Дракон», у которой при аварии был вырван транец и корпус разломился надвое по килю. Требовалось состыковать обе половины корпуса, а транец отформовать заново.

Использованная в данном случае технология в свое время была одобрена Морским Регистром СССР и Речным Регистром РСФСР в качестве типовой для ремонта корпусов спасательных шлюпок, катеров и мотолодок из стеклопластика.

В качестве основных материалов наиболее пригодным сочетанием признано связующее на основе смолы НПС-609-21М и стеклоткань АСТТ(б)-С2-О. Следует отметить, что эта смола менее токсична, намного дешевле и доступнее, чем эпоксидная, получившая широкое распространение при ремонте стеклопласти-
ковых конструкций. При использовании смолы НПС-609-21М и в качестве ускорителя — нафтената кобальта марки НК-2 одним из непременных условий, ограничивающих возможность проведения работ, является температура воздуха не ниже 18° при влажности не более 65% (для ускорения полимеризации желательно поместить конструкцию на 2 — 3 часа в камеру с температурой +60°).

Связующее готовится в обычной последовательности: в чистую посуду отвешивается необходимое количество (90 вес. ч.) смолы. При тщательном перемешивании в смолу вводится тик-сотропный наполнитель (аэросил — 1,5 вес. ч.), нафтенат кобальта (5 вес. ч.), а затем гипериз (4 вес. ч.). в самую последнюю очередь в смесь вводится соускоритель тиокол Т-1 (1 вес. ч.), который предварительно растворяется в небольшом количестве связующего. Жизнеспособность связующего, приготовленного по данной рецептуре, колеблется от 3 до 15 часов.

Левая и правая половины корпуса устанавливаются на кильблоки и после проверки по полуширотам закрепляются струбцинами и деревянными распорками.

Поверхности в зоне соединений и сами кромки зачищаются крупнозернистой шкуркой (плоскости — до проявления верхнего слоя стеклоткани) и обезжириваются ацетоном.

Относительно тонкую обшивку корпуса можно также состыковать без разделки кромок с наформовкой соединительных накладок из стеклопластика с обеих сторон стыка. Однако такая наформовка на наружную поверхность корпуса ухудшила бы и гидродинамические качества, и внешний вид мотолодки. Поэтому лучше применять ступенчатую разделку кромок с внутренней стороны корпуса на глубину до половины толщины обшивки.

Острым ножом по линейке делаются надрезы параллельно кромке и снимаются полосы стеклоткани; при этом ширина полоски на каждом последующем слое уменьшается на 30 мм (рис.14).

Полосы стеклоткани пропитываются связующим и последовательно укладываются вдоль ДП. После укладки необходимого их количества (вровень с внутренней поверхностью обшивки днища) сверху накладываются еще три слоя с перекроем каждого на 100 мм от кромки нижележащей полосы (рис. 15).



Для формования нового транца нужно поставить деревянный щит, на поверхность которого за два раза нанести разделительный слой — 10%-ную суспензию воска в бензине. По размерам транца (с припуском на перекрой по контуру) вырезаются заготовки из стеклоткани, которые пропитываются связующим и укладываются на щит с напуском на внутренние поверхности бортов и днища. Предварительно на нижний слой также наносится связующее.

Как при ремонте днища, так и при формовании транца каждый слой стеклоткани уплотняется до полного удаления воздушных пузырей жесткими торцевыми кистями.

После полимеризации (по истечении трех суток при температуре 20°) деревянный щит снимается, а корпус ставится в положение вверх килем.

Таким же образом готовятся кромки и наформовываются полосы стеклоткани с наружной стороны корпуса. Остатки восковой суспензии с поверхности транца удаляются крупнозернистой шкуркой и ацетоном.

Отремонтированные места шпаклюются шпаклевкой ПФ-00-2, зачищаются шкуркой средней зернистости (декоративный слой — мелкозернистой), обезжириваются бензином Б-70 и окрашиваются.

При работе с полиэфирными и эпоксидными смолами необходимо выполнять ряд предосторожностей. Кожу рук нужно защитить резиновыми перчатками или защитной мазью (мазь Силесского, ХИОТ-6, ИЗД-1 и т. п.). в случае попадания смол или отверждающих добавок на кожу их снимают ватным тампоном, смоченным в спирте или ацетоне, а затем промывают теплой водой с мылом.

При попадании связующего в глаза необходимо срочно промыть их водой или 2%-ным раствором питьевой соды и обратиться к врачу.

При зачистке стеклопластика нужно избегать попадания пыли в дыхательные пути, а глаза защищать очками.

Особо следует отметить, что, приготовляя связующее, в полиэфирную смолу всегда сначала вводят и тщательно перемешивают нафтенат кобальта, затем гипериз; эти две добавки ни в коем случае не должны вступать в контакт — иначе произойдет взрыв.

Если есть возможность, то для ремонта следует предпочесть эпоксивинилэфирные смолы, модифицированные уретаном. Среди этих композиций наиболее известны смолы «Norpol Dion 9100», «Norpol Dion 9300», «Norpol Dion 9600» и др. компании Reichhold. Эти смолы отличаются очень высокой химической и механической стойкостью.