Домашняя яхт-верфь.

Сайт создан для тех, кто мечтает построить яхту своими руками — яхту своей мечты…

Аноды: природа диктует свои условия.

001

Сегодня большинство потребителей, наверное, уже привыкли к эксплуатации экологически чистых товаров, несмотря на то, что они порою бывают и дороже, и хуже традиционных моделей. Как ни странно, это совсем не так в мире протекторных анодов. Владельцы различных судов с удовольствием заменят старые цинковые аноды на более современный и эффективный алюминий.

С природоохранной точки зрения, алюминий намного «зеленее» цинковых сплавов, применямых при выпуске протекторных анодов. Причиной тому является содержание в последних в качестве главного реагента кадмия – особо опасного тяжелого металла.

Промышленное применение кадмия постепенно запрещается по всему миру, а правила утилизации отходов, содержащих это вещество, непрерывно ужесточаются.

Кадмий, содержащийся в защитных анодах, представляет угрозу экологической чистоте водоемов; его выщелачивание из анодов в воду может понести за собой передачу токсинов всеми гидробионтами по трофической цепи, то есть, простым языком, он может оказаться в рыбе или моллюсках, которые потом попадут в рыбные отделы магазинов.

Данная ситуация напоминает то, что произошло с рибутилоловосодержащими (ТБТ) красителями, применяемыми против обрастания корпусов. Присутствие этого биоцида в водоемах вызвало бурный гнев общественности после того, как было доказано, что ТБТ является причиной причиной физической деформации устриц, а также половых перемен брюхоногих моллюсков – популярнейшего в Японии ингредиента сасими.

Пока не доказано, что содержание кадмия в воде повлечет за собой схожую стихийную ситуацию, но все равно даже обывателю ясно – присутствие этого химического элемента в пищевой трофической цепи не желательно. В США по правилам, установленным Агентством охраны окружающей среды, правительства всех штатов рассматривают любые гавани как источник рассредоточенного загрязнения.

Поэтому при периодических проверках качества воды в будущем вполне возможно ограничение допустимого уровня кадмия. Это, естественно, повлечет запрещение использования цинковых сплавов в защитных анодах.В отличие от ТБТ, не имевшего эффективной альтернативы, алюминий не только экологически чище, но и намного эффективнее цинко-кадмиевых сплавов.

002

Ведущие судоходные компании, как например Crowley и Maritime Seaspan Container Lines, практикуют алюминиевые аноды уже много лет. Производители силовых установок, в частности Mercury Marine, используют только алюминиевые аноды, также указывая их списке запчастей, рекомендованых производителем.

Кроме того, алюминиевые аноды используются в трубопроводах и других подводных металлических объектах, нуждающихся в долгосрочной защите от коррозии.Так почему же до сих пор пользуются цинковыми анодами? Самый простой ответ на данный вопрос – по старой привычке.

Многие даже не вполне понимают принцип работы анодов – до такой степени, что красят их вместе с корпусом судна. Это, конечно, продлевает жизнь устройства, но оно не предназначено для долголетия. Его назначение – защита от гальванической коррозии металлических деталей судна, намного более дорогостоящих по сравнению с самим анодом.

Вместо вала винта в жертву приносится относительно дешевый и легкозаменяемый анод. Принцип работы протекторных анодов таков: при контакте с водой любые металлические предметы подвергаются гальванической коррозии. Однако разные металлы корродируют с разной скоростью, что зависит также от их сочетаний.

На это влияет и уровень солености воды. Быстроразрушающиеся металлы менее «благородны», в то время как более «благородные» металлы дольше не поддаются окислению.

Поэтому-то грамотно расположенные протекторные аноды являются эффективным, доступным и легкозаменяемым устройством, обеспечивающим защиту корпуса, силовой установки, руля, карданного вала, системы охлаждения и других металлических узлов судна. Для эксплуатации в соленой воде пригодны только цинковые или алюминиевые аноды.

003

Для пресной воды подходят устройства из магния. Вице-президент компании Fisheries Supply из Сиэттла Джон Ро-термел (John Rothermel) так объясняет специфику разных металлов, применяемых при изготовлении протекторных анодов: «Магний действует только в пресной воде.

Если судно эксплуатировать и в пресной, и в соленой воде алюминий будет единственным решением данной проблемы. Несмотря на частичную потерю эффективности в пресной воде, все свойства алюминия вернутся после возвращения судна в соленую воду.

В случае продолжительной эксплуатациив пресной воде, на судно с алюминиевыми анодами обычно устанавливается дополнительный, съемный магниевый анод, называемый «групер». Несмотря на то, что протекторные аноды могут показаться инертными железками, на самом деле они являются тщательно разработанными элементами противокоррозийной защиты.

Сложность их разработки и производства состоит в том, что сплавы, из которых делаются аноды, должны в точности соответствовать требуемому эталону, чтобы постепенно принимать на себя коррозийную нагрузку, таким образом защищая другие металлические части судна.

Специалисты ВМФ США владеют обширным опытом в исследовании и разработке данных сплавов, их состава и процесса их производства. Вследствие этого стандарт MILSPEC для протекторных анодов стал «глобальным эталоном для производителей и владельцев судов», по мнению Джона Митчелла, президента компании Canada Metal Pacii  c (CMP), производящей протекторные аноды.

В данной таблице показано соотношение между эффективностью и составом анодов Martyr I из цинка и Martyr II из алюминия, изготовленных CMP по стандарту MILSPEC. Отклонения от химических спецификаций повлекут за собой непригодность детали, так как различные формы поверхностного окисления ослабят или даже аннулируют защитные свойства анода.

Это значит, что аноды должны выпускаться на производстве, способном изготавливать сплавы без примесей, в соответствии с заданным стандартом. Металлолом, как правило, для этих целей совсем не подходит. Цена алюминия также является его преимуществом перед цинком.

004

Несмотря на то, что алюминий дороже на единицу веса, его эффективность примерно вдвое больше. Все дело в разнице молекулярной массы двух металлов: при работе анода важна площадь поверхности детали. Алюминиевый анод, схожий размером с цинковым собратом, весит в два раза меньше и, следовательно, стоит дешевле.

При меньшем весе алюминиевые детали удобнее при транспортировке и установке. Но все же главное преимущество алюминия в том, что изготовленные из него аноды намного долговечнее.

По заявлению Пола Флери, который работал технологом на атомной электростанции ВМФ США, а потом открыл компанию Marine Services в Эрлизвилле, штат Виржиния, химическая энергия, ответственная за эффективность алюминиевых анодов, выше, чем у цинковых аналогов, в 3.5 раза.

Алюминиевые детали также самоочищаются на 20% лучше, чем цинковые. Если алюминиевый анод является лучшим решением для судов со стальным корпусом, что же тогда будет эффективно на судне из алюминия? «Алюминий», – говорит Пол Флери. При погружении в воду металл с наибольшим отрицательным потенциалом окисляется первым.

Даже на алюминиевом корпусе алюминиевый анод окислится первым, защитив узлы судна. Разница в том, что анод изготовлен из сплава алюминия и других металлов, в условиях технического соответствия и контроля отрицательного потенциала детали, вследствие чего анод и окисляется в первую очередь.

Почему же алюминий не используется повсеместно, ведь он намного пригоднее цинка, как видно из приведенных выше таблиц? Одно время эффективность алюминиевых анодов оставляла желать лучшего, так как обычно на поверхности чистого алюминия формируется тонкий слой окиси.

Эта окись, обладая высоким электрическим сопротивлением, значительно снижает эффективность протекторных анодов. Данная проблема решается созданием анодов из сплава алюминия, иридия и нескольких других ингредиентов по технологии стандарта MILSPEC, которая изменяет свойства окисного слоя.

Такие аноды выпускаются уже 60 лет, но, как видно, пока не полностью завоевали признание потребителя. Низкое качество сплавов, используемых при производстве протекторных анодов, иногда оказывается ахиллесовой пятой всего изделия.

005

Дело в том, что по стандарту MILSPEC в производстве анодов допускается вторичного (переработанного) материала. Некоторые производители в погоне за снижением производственных затрат используют самое дешевое сырье, не задумываясь над тем, что разница между «утилем» и «металлоломом» очень велика.

«Много раз я видел суда с дырами, проеденными коррозией в корпусе, килевых охладителях, валах и винтах, несмотря на то, что количество установленных анодов было адекватным ситуации, – говорит Джон Митчелл. – Обычно при оценке анодов с таких судов выясняется, что их состав не соответствует стандарту MILSPEC.

Эти аноды, как правило, изготовлены из алюминиевого или цинкового лома!» Отклонения от технических параметров состава сплава повлекут за собой непригодность изделия, так как разные формы окисления поверхности самого анода сведут на нет его защитное действие.

Некоторые производители вообще не имеют приборов для анализа состава сплавов, и, следовательно, сертифицированных подразделений, ответственных за контроль качества. По заявлению Митчелла, единственнымгарантом качества протекторных анодов является сертификат качества ISO-9000 (Quality Management System).

По заявлению специалиста, инструкция к производству анодов ВМФ США предусматривает использование вторсырья для изготовления анодов, если конечный материал соответствует техническим характеристикам требуемых сплавов: «К примеру, утилизированная алюминиевая проволока является хорошим источником сырья для бескадмиевых алюминиевых анодов Martyr II.

В ней, даже в виде лома, очень низко содержание железа и кремния. При правильной обработке и добавке нужных ингредиентов анализ искровым спектрометром выявит соответствие полученной детали стандарту MILSPEC». Конечно, некоторые верфи, судоремонтные мастерские и судостроители не всегда удостоверяются в наличии сертификации ISO у поставщиков анодов.

Однако крупные компании всегда защитят свою репутацию контролем качества всех деталей, поступающих на сборку своих судов. Джон Ротермел, представляющий компанию Fisheries Supply, существующую с 1928 года, заявляет, что его организация предлагает аноды только от трех производителей (в числе которых CMP).

Все эти производители гордо штампуют на свою продукцию логотип MILSPEC. West Marine также предлагает аноды, одобренные инспекторами MILSPEC, только от производителей, придерживающихся этого стандарта, включая CMP.

Чак Хоули, вице-президент этой компании, подчеркнул важность надежных каналов поставок качественных анодов от производителей, как гаранта наличия качественных деталей на складах компании. Компания Seaview Boatyard, предлагающая свои услуги на Тихоокеанском северо-западе США с 1974 года, проводит схожую политику ограниченного круга поставщиков, чтобы избежать некачественного товара.

Недавно руководство Seaview приняло решение предлагать только алюминиевые аноды, прибегая к эксплуатации цинковых деталей лишь в случае полной недоступности их алюминиевых аналогов. Независимо от материала, из которого изготовлен анод, единственная гарантия его качества – это изготовление детали в соответствии с производственным стандартом, что в большинстве случаев практикуется только известными производителями.

Дешевые кустарные изделия обернутся большими затратами на починку пораженных коррозией частей судна. По заявлению одного владельца верфи, несмотря на то, что он продает множество анодов в год, они не приносят ему значительной прибыли, следовательно, обходятся потребителю практически по себестоимости.

Но вот затраты на ремонт повреждений от коррозии будут стоить очень дорого. Экономия на анодах не только копеечна, но и опасна. Тот же принцип применим в вопросе о частоте замены анодов. Обычно аноды меняют при степени износа 70%, хотя некоторые специалисты рекомендуют установку свежей детали и раньше.

Причиной тому – необходимость в надежном контакте анода с поверхностью защищаемых узлов судна. Несмотря на то, что анод, изношенный на 70%, все еще функционирует, износ может отрицательно повлиять на качество электросоединения.

В заключение совет осторожному мореходу: при подключении электросистемы судна к источнику питания на берегу оно заземляется на тот же источник! Это означает, что степень защиты вашего судна сводится к «общему знаменателю» защиты от гальванической коррозии самого слабозащищенного судна в гавани, заземленного к общему источнику питания.  Поэтому перед тем, как подключаться к береговой сети, обязательно установите гальванический изолятор.

Перевод с английского Глеба Таптыгова.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №241.

11.10.2014 Posted by | сталь | , , , | Оставьте комментарий

Знай врага в лицо: — коррозия.

IMG_8246 - 001

Часть 1: ЧТО ЭТО ТАКОЕ?

Казалось бы, защитить свою любимую посудину можно от чего угодно. Непогода? Вовремя укроемся в гавани. Начала выгорать краска? Купим тент . Закашлял мотор? Сделаем профилактику. На стоянке шляются подозрительные личности? Раздобудем якорную цепь со списанного крейсера и амбарный замок. И лишь один страшный враг, казалось бы, непобедим. Он разукрашивает белоснежные борта безобразными рыжими потеками. Сверкающий полированный винт покрывает белесым налетом. Откусит то здесь, то там. Будучи выгнанным в дверь, войдет в окно. В имени его слышится скрежет терзающих металл челюстей. . .

Ну , хватит лирики. Коррозия — вещь неприятная, но вполне естественная (если верить специалистам). И только дикари бессильно грозят разбушевавшимся небесам, ежась под проливным дождем — поскольку еще не изобрели зонтика. Бороться с коррозией и нужно, и можно. Но не будем забегать вперед. Врага надо знать в лицо. Надо знать его сильные и слабые стороны. Этому и посвящается наша первая публикация на эту тему.

Увы, но сталкиваться с коррозией нам приходится практически во всех областях нашей жизни. И ничего загадочного в ней нет — это вполне естественное изменение любого металла. Протекающие при этом процессы примитивными не назовешь, но и особо сложного тут тоже ничего нет.

ШКОЛЬНЫЕ ГОДЫ ЧУДЕСНЫЕ…

Чтобы лучше понять, что такое коррозия, начнем с наиболее распространенной ее разновидности — ржавчины. Все мы имели с ней дело, но чтобы понять, как она возникает, придется освежить в памяти школьные уроки химии. С точки зрения химика железная руда представляет собой два атома железа, связанных тремя атомами кислорода (Fe2O3). Добытый из земли коричневато красный порошок сам по себе ни на что не годен.

Но после процессов его очистки и выплавки мы получаем железо, или чугун — материал куда более полезный. Использовать его можно как в чистом виде, так и в улучшенном, получая при до бавлении иных химических элементов различные сорта стали. Даже малому ребенку известно, что происходит с железными изделиями под воздействием воды — они ржавеют. Если процесс идет достаточно долго, то, скажем, от железной дверной ручки в итоге останется лишь кучка коричневато красного порошка — ржавчины, или оксида железа, имеющего химическую формулу Fe2O3.

Да да, ржавчина — оксид железа — имеет абсолютно тот же состав, что и железная руда. И вот почему. Атомы железа стремятся вернуться в свое естественное состояние, в котором они находятся в составе руды, ржавчины или оксида железа. В нем атомы железа наиболее стабильны. Подобное стремление к естественному стабильному состоянию присуще не только железу, но и практически всем прочим металлам, используемым в промышленности.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ

Тот вид коррозии, которому подвергается оставленное под дождем железное изделие, включает в себя не только химические, но и физические процессы. Происходящую реакцию принято именовать электрохимической. Сложного тут тоже ничего нет, несмотря на мудреное название. Для того, чтобы два атома железа смогли соединиться с тремя атомами кислорода (и образовать Fe2O3), они должны объединиться электронами (крошечными частицами, вращающимися вокруг атомов). При этом несколько электронов освобождается. И поскольку электричество — это попросту движение свободных электронов, то при химической реакции вырабатывается и электрический ток.

Не забывайте, что железо стремится к превращению в оксид железа, потому что это его естественное, наиболее стабильное состояние. Необходим для этого только кислород. “Поставщиком” кислорода является вода, так что при наличии влаги железо ржавеет гораздо быстрее. Все это в полной мере применимо к оксиду алюминия и собственно алюминию, из которого делают подводные части подвесников и угловых колонок.

Вот, в общем, и все секреты коррозии металла, в основе которой лежит электрохимическая реакция. Такой тип коррозии принято еще называть гальванической. Любая гальваническая коррозия представляет собой электрохимическую реакцию (хотя далеко не всякая электрохимическая реакция — гальваническая коррозия).

002

ВИДЫ МОРСКОЙ КОРРОЗИИ

Расположенные под водой металлические детали обычно подвергаются двум типам коррозии: гальванической и так называемой “коррозии от блуждающих токов”. Гальваническая коррозия представляет собой электрохимическую реакцию между двумя и более различными (или разнородными) металлами. Различными, потому что для того, чтобы началась реакция, один должен быть более химически активным (или менее стабильным), чем другой или другие. Когда мы говорим про гальваническую коррозию, то имеем в виду электрообмен. Все металлы обладают электрическим потенциалом, поскольку у всех атомов есть электроны, движение которых и есть электричество.

Гальваническая коррозия более активного металла начинается в тот момент, когда две или более детали из разнородных металлов, имеющие взаимный контакт (благодаря обычному соприкосновению, или же посредством проводника) помещаются в электролит (любую жидкость, проводящую электричество).

Электролитом может быть что угодно, за исключением химически чистой воды. Не только соленая морская, но и обычная вода из под крана благодаря наличию минеральных веществ является превосходным электролитом, и с ростом температуры электропроводность ее только растет (по этой причине корпуса судов, эксплуатирующихся в жарком климате, заметно больше подвержены коррозии, чем на Севере).

Процесс гальванической коррозии можно наиболее наглядно проиллюстрировать на примере алюминиевой подводной части подвесного мотора и гребного винта из нержавеющей стали. Алюминий — более химически активный металл — является в данном случае анодом, а менее активная нержавеющая сталь — катодом. Вот что происходит, когда эта пара помещается в воду, играющую роль электролита (рис. 1):

1. На аноде:

а). Через место контакта (в нашем случае — через гребной вал) электроны перетекают с анода, металла более химически активного на катод — гребной винт. Происходит следующая реакция:

Al → Al+++ +3e.

б). При этом атомы более химически активного металла превращаются в ионы (этим термином обозначаются атомы с “недостатком“ или “избытком” электронов), которые устремляются в воду и связываются с ионами кислорода, обмениваясь с ними электронами и образуя оксид алюминия. (Процесс этот ничем не отличается от того, что происходит с ионами железа при образовании оксида железа).

в). Образовавшиеся молекулы оксида алюминия либо уносятся потоком воды, либо оседают на алюминиевой поверхности. Таким образом, подводная часть вашего подвесника в результате гальванической коррозии буквально растворяется в воде.

2. На катоде:

а). С анода поступают электроны, причем они не просто накапливаются, а вступают в реакцию с ионами электролита.

б). Реакция обычно происходит такая:

11/2О2+3Н2О+6е→6ОН— .

в). Ион гидроокиси ОН— — щелочной, поэтому в районе катода образуется щелочная среда. (Следует отметить, что это обстоятельство надо обязательно иметь в виду владельцам деревянных корпусов — щелочь разрушает целлюлозу). Очень важно понять, что следствием освобождения каждого позитивного иона металла на аноде обязательно является формирование негативного иона электролита, образующегося вследствие реакции электронов катода.

003

Электрически анодные и катодные реакции должны быть эквивалентны. Рост или снижение уровня катодной реакции вызывает ответные рост или снижение уровня анодной реакции. Это ключевой факт для понимания процесса коррозии и управления им. Его можно проиллюстрировать эффектом влияния размеров анода и катода. Если к очень большому аноду подключить маленький катод, процесс коррозии анода пойдет медленно. А если поступить наоборот, то анод очень быстро разрушится.

Алюминиевых деталей на катере или мотолодке полным полно. И если не контролировать процесс гальванической коррозии, все они быстро выйдут из строя. Гальваническая коррозия может протекать даже в том случае, если на вашей лодке нет ни одной детали из нержавеющей стали. Предположим, что и подводная часть мотора, и винт алюминиевые, но лодку вы обычно ставите у пирса со стальной стенкой и подключаетесь при этом к береговой системе электроснабжения.

Провод заземления (так называемый “третий” — дань безопасности) соединяет при этом алюминиевые детали лодки с погруженной в воду стальной стенкой (рис. 2). Если учесть внушительную массу стальной стенки, то и подводной части мотора, и винту грозят серьезные повреждения. Предотвратить их можно при помощи гальванического изолятора — своеобразного фильтра, отсекающего токи низкого напряжения и позволяющего при этом заземляющему проводу в случае пробоя изоляции или короткого замыкания выполнить свою функцию — отвести ток в землю и спасти вам жизнь. Подробнее о нем — в следующей публикации.

НА ЧТО ОБРАЩАТЬ ВНИМАНИЕ

Первый признак гальванической коррозии — вздутие краски на поверхностях, расположенных ниже ватерлинии, начинающееся обычно на острых гранях, и образование на обнажившемся метал ле белесого порошкообразного налета. Потом на поверхности металла начинают образовываться заметные углубления — словно кто то выгрызает из него кусочек за кусочком (рис. 3).

Гальваническую коррозию подводных частей подвесных моторов и угловых колонок — или любых алюминиевых частей лодки — значительно ускоряет наличие деталей из нержавеющей стали, таких, как гребные винты, триммеры (особенно если они “заземлены” на двигатель), узлы дистанционного управления. Именно на них и уходят электроны алюминиевых деталей. Другая причина, способная ускорить процесс гальванической коррозии — это уменьшение полезной площади анодных протекторов (о них тоже будет рассказано позже).

Но и без наличия нержавеющей стали расположенные подводой алюминиевые детали все равно подвергаются воздействию гальванической коррозии — хотя и не столь интенсивной, как при контакте с иным металлом. При наличии электролита на большинстве однородных, вроде бы, металлических поверхностей все равно образуются крошечные аноды и катоды — в тех местах, где составсплава неоднороден или имеются посторонние вкрапления или примеси — например, частицы металла с форм или штампов.

Нержавеющую сталь в качества катода и алюминий в качестве анода мы использовали лишь в качестве одного из примеров; образовать “батарею” для запуска гальванической коррозии в паре с алюминием способен любой другой металл. К примеру, такая пара образуется и при контакте алюминия с цинком, только на сей раз катодом становится алюминий, а подвергается коррозии цинк — металл более химически активный. Один из худших врагов алюминия при образовании гальванической пары — это медь или медные сплавы (бронза).

Другая причина гальванической коррозии — подключение к береговой электросети. При этом алюминиевая подводная часть вашего мотора или колонки посредством заземляющего вывода подключается к подводным частям других лодок и становится частью огромной гальванической батареи, связанной с погруженным в воду береговым металлом. При этом не только на вашей лодке, но и на соседних коррозия значительно ускоряется.

004

КОРРОЗИЯ ОТ БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ

Мы рассмотрели, на что способная гальваническая коррозия при использовании электрического потенциала самих металлов. Представьте, что будет, если добавить еще электричества! Произойти подобное может в том случае, если металл, по которому течет электрический ток, поместить в любой заземленный водоем (в реку, озеро, море, океан — без разницы, не в счет разве что стеклянный аквариум). Ток через воду устремится в землю. Следствием этого явится интенсивная коррозия в том месте, где произошел “пробой”. В наихудшем случае та же алюминиевая подводная часть мотора может разрушиться буквально за несколько дней.

Данная разновидность коррозии отличается от гальванической, хотя природа у них одна. Гальваническая коррозия вызывается соединением двух разнородных металлов и происходит за счет их электрических потенциалов. Один металл выступает в роли анода, другой — в роли катода. Здесь же электрический ток попадает на подводную часть лодки из внешнего источника и через воду уходит в землю.

К примеру, ваша лодка расположена между лодкой с утечкой постоянного тока и местом, являющимся хорошим заземлением для этого тока. Хотя ток могут уходить в землю и через воду, ваша лодка может явиться проводником со значительно меньшим сопротивлением. Таким образом, ток будет уходить в землю и с нее. Наиболее интенсивно коррозия будет развиваться в том месте лодки, откуда ток уходит в воду.

Блуждающие токи могут вызываться не только внешними, но и внутренними источниками — коротким замыканием в сети лодки, плохой изоляцией проводки, подмокшим контактом или неправильным подключением какого либо элемента электрооборудования. Наиболее распространенный внешний источник блуждающих токов — береговая сеть электроснабжения. Лодка с внутренним источником блуждающих токов (например, по причине повреждения изоляции одного из проводов) может стать причиной усиленной коррозии множества соседних лодок, подключенных к той же береговой электросети, если они обеспечивают лучшее заземление.

Ток при этом передается на другие лодки посредством все того же “третьего” заземляющего провода. Гораздо более неуловимый — но потенциально более опасный — случай коррозии блуждающих токов может происходить безо всяких проблем с электрооборудованием (и вашей лодки, и соседних). Предположим, что вы возвращаетесь на стоянку после выходных на воде, подсоединяетесь к береговому источнику, что бы подзарядить аккумулятор, и спокойно уходите домой — автоматическое зарядное устройство само отключит зарядившуюся батарею. В понедельник по соседству с вашей лодкой причаливает большой стальной катер (с ободранной и поцарапанной краской).

Владелец его тоже подключается к береговой сети и тоже оставляет свою посудину на несколько дней. Электрическая батарея готова — большой стальной корпус и небольшая подводная часть вашего мотора, соединенные заземляющим проводом. В зависимости от разделяющего их расстояния, разницы размеров и времени, которое ваш сосед решил провести на берегу, в следующие выходные вы можете обнаружить, что подводная часть вашего мотора либо просто покрыта белесым налетом, либо разрушилась чуть ли не полностью.

005

ЩЕЛЕВАЯ КОРРОЗИЯ

Этому виду коррозии подвержены многие металлы, а в особенности — нержавеющая сталь. “Щель” в данном случае — это пространство под всевозможными отложениями (песка, ила и т.д.), под пластиковыми шайбами, фетровыми прокладками и т.д . — иначе говоря, место, из которого попавшая туда влага не может найти выхода и где образовалась застойная зона.

Нержавеющая сталь — это сплав на основе чугуна, в который входят хром и никель. Не ржавеет она благодаря образующейся на поверхности изделия тонкой пленке оксида хрома. При отсутствии кислорода оксидный слой разрушается, и нержавеющая сталь покрывается ржавчиной не хуже обычной. Иными словами, “нержавейка” не ржавеет только до тех пор, пока имеется доступ кислорода. В “щели”, где влага кислорода практически лишена, эта разновидность стали теряет свои свойства. Самый простой способ предотвратить данную разновидность коррозии — ограничить доступ влаги в “щели”, вовремя удалять образующиеся отложения и обеспечить хорошую вентиляцию “сомнительных” мест. О конкретных методах борьбы с коррозией читайте в следую щем номере.

По материалам фирмы Quicksilver Marine Parts & Accessories.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №175.

14.07.2014 Posted by | сталь | , , , | Оставьте комментарий

«MILONGA» — крейсер из стали.

oceanis48 - 001

С возрастом многие возвращаются к юношеским мечтам о дальних странствиях, южных морях, больших рыбах и островах в океане… Обыденная суета, деньги и амбиции отступают на второй план и уже не кажутся достойной целью для оставшегося непродолжительного кипения. Если это про вас – не теряйте времени, начинайте искать лодку. На рынке огромное количество новых и подержанных яхт, большинство из них будут отлично смотреться в гавани клуба, но что преподнесут они владельцу, случись попасть в серьезную переделку? Постоянный интерес искушенных моряков к яхтам с металлическим корпусом вполне закономерен.

Этим летом судостроительная компания «Амета» спустила стальную крейсерскую яхту по проекту Forna 37 известного голландского дизайн-бюро Van de Stadt. Для всех работ этого бюро характерны сдержанный стиль, позволяющий судну долгие годы сохранять актуальность дизайна, а также гарантированные мореходные и скоростные качества.

002

Приобретенный компанией проект допускал выбор между стальным или алюминиевым вариантами корпуса. Сталь имела множество аргументов в свою пользу, но смущали традиционные стереотипы и представления о медленном и тяжелом крейсере. Однако мы доверились голландскому опыту стального судостроения, и результаты превзошли все ожидания – уже в первый сезон после спуска яхты мы одержали победу в самой штормовой гонке «Гогланд-Рейс 2013»! Даже в слабые ветра лодка неплохо идет практически на всех курсах, а дополнительный бушприт и огромный топовый ричер вызывают приятное внимание соперников.

При этом на яхте далеко не аскетичный комфорт. Полный навигационный комплекс, газовая плита с духовкой, холодильник на 90 л, горячая вода, обогреватель на дизельном топливе, телевизор (он же монитор компьютера), микроволновая печь с грилем и даже специальный морской барбекю! Двигатель Lombardini LDW 1404 M объемом 1.4 л и мощностью 40 л.с. снабжен фирменной системой теплообмена для бойлера горячей воды. Мощный инвертор позволяет не только заряжать несколько групп аккумуляторов, но и обеспечивает напряжением 220 В.

003

004

Все антенны, включая радар, удобно размещены на тарге, которая одновременно выполняет функцию шлюпбалки для надувного тендера. Крепление радара в специально разработанном самовыравнивающемся подвесе обеспечивает горизонтальное рабочее положение антенны при любом крене яхты.

Палуба выполнена из натурального тика – идеального антискользящего покрытия, она не раскаляется на солнце и поддерживает добротную подпалубную теплоизоляцию из полиуретана, а также являет собой предмет законной и неоспоримой гордости владельца. Мебель из ценных пород дерева гармонично дополняет представление о яхте «не на один день».

005

Своим исполнением и проявленными качествами лодка вызвала заслуженный интерес со стороны многих опытных яхтсменов, свидетельствующий о значительных перспекивах строительства подобных металлических яхт у нас в России.

Александр Богдашевский, инженер-кораблестроитель.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №246.

29.01.2014 Posted by | сталь | , , , , | Оставьте комментарий

Покрытие корпуса судна стеклопластиком.

Недостатки древесины как судостроительного материала общеизвестны она набухает, увеличиваясь в весе, гниет, разрушается червями-древоточцами. При длительном хранении деревянные корпуса судов рассыхаются. В значительной степени эти недостатки древесины могут быть устранены, если оклеить ее стеклопластиком.

Кроме защитных свойств, стеклопластик повышает прочность корпуса, упрощает весенний ремонт судна. Нередко стеклопластик используется также и для оклейки стальных и дюралевых корпусов Считается, что такое покрытие одновременно уменьшает обрастание подводной части судна.

Для защитной оклейки корпуса судна наиболее подходящими будут ткани марок Т или Т (табл. 1) либо стеклоткани редких переплетений — так называемые «сетки» марок СЭ (ССТЭ-б или ССТЭ-9). Вследствие малой плотности они легко пропитываются смолой и благодаря своей эластичности хорошо облегают корпус. Годится также стеклоткань сатинового переплетения марки АСТТ (б) С 2.

Стеклоткань авиационную марок А и АС рекомендуется применять только для оклейки корпусов из легких сплавов. Электроизоляционные ткани марок ЛСМ, ЛСМИ, ЛСЭ, ЛСБ, ЛСК выпускают уже пропитанными синтетическими смолами, от которых очистить их практически невозможно. Наличие смолы ограничивает выбор клея (можно использовать лишь перхлорвиниловый клей) и усложняет нанесение лакокрасочных покрытий. По этой причине электроизоляционные ткани применяются только при отсутствии любых других тканей.

Металлические корпуса лучше оклеивать эпоксидными компаундами, обеспечивающими лучшее сцепление, а деревянные можно и полиэфирными смолами, которые дешевле эпоксидных. Оклеивание производится при температуре не ниже +18° С и относительной влажности воздуха не выше 65%. Время отверждения от 1 до 7 суток.

Подготовка деревянног о корпуса.

На деревянном корпусе необходимо перед оклейкой скруглить все острые кромки и углы, на которых стеклоткань, вследствие резкого перелома нитей, плохо держится. Необходимо утопить крепеж в обшивку и зашпаклевать углубления над ним, удалить имеющиеся подтеки клея. Неровную, шероховатую поверхность надо прострогать. Расколы и задиры подрезать стамеской или острым ножом. Обшивку обработать мелкой шкуркой и рашпилем.

Затем пропитать горячей олифой или этинолевым лаком: в этом случае древесина меньше будет впитывать воду. Олифа должна хорошо просохнуть: лучше выдержать корпус несколько дней. Часа за 2—3 перед оклейкой корпус протирается уайт-спиритом (или бензином) для удаления пыли и обезжиривания. Следует помнить, что даже малейшие следы жира ухудшают адгезию.

Если придется оклеивать корпус судна, уже бывшего в эксплуатации, то появятся дополнительные заботы: надо удалить старую, отслаивающуюся краску и шпаклевку. Если дощатый корпус был проконопачен, надо удалить и слабо держащуюся конопатку. Вновь проконопаченные места нельзя заливать варом или мастикой; надо просто хорошо осадить конопатку.

Отдельные трухлявые участки необходимо удалить до прочной целой древесины, иначе в этих местах неизбежно будет происходить отслаивание стеклоткани при малейшем попадании влаги. Если трухлявая древесина удаляется глубже чем на 5 мм, приходится делать вставки на клею. Во всех случаях перед оклейкой корпус необходимо тщательно высушивать. Отдельные выбоины можно зашпаклевать смесью связующего, которое будет применяться для оклейки корпуса, с древесной мукой.

Подготовк а корпус а из легких сплавов.

Новый корпус достаточно тщательно протереть и перед самой оклейкой обезжирить уайт-спиритом или ацетоном. Надо обратить внимание на состояние кромок и углов; заусенцы надо снять, погнутые места подправить, острые углы и края скруглить. Если корпус был окрашен глифталевыми или пентафталевыми красками, нитроэмалью или эпоксидной эмалью, то можно оклеивать стеклотканью прямо по старой краске. Слишком гладкую, блестящую поверхность лучше прошкурить для придания ей некоторой шероховатости, при которой стеклоткань лучше приклеивается. После этого надо тщательно удалить пыль ацетоном или бензином.

Подготовк а стальног о корпуса.

Со стального корпуса надо удалить ржавчину с помощью металлической щетки, наждачного камня, шкурки и скребка. Далее металл следует протереть от пыли и обезжирить уайт-спиритом. Окрашенный корпус очищается от краски в местах отслоений и на поврежденных участках. Приступать к оклейке надо не позже чем через сутки после обезжиривания, так как при высокой влажности воздуха очищенный металл может окислиться, появятся признаки коррозии и корпус придется обрабатывать вторично. Лучше всего первый слой связующего нанести сразу же после окончания очистки и обезжиривания.

Подготовка и раскрой стеклоткани.

Для уменьшения пылеобразования, при изготовлении стеклоткань смачивают особым маслом, масляной эмульсией или парафиновым раствором. Для обеспечения лучшей пропитки ткани связующим при оклеивании корпуса, этот замасливатель необходимо удалить. Парафиновый замасливатель удаляют бензином. Другие виды замасливателей снимают уайт-спиритом или ацетоном, с соблюдением всех мер предосторожности и правил техники безопасности. Промытую ткань следует просушить в течение 2—4 час, лучше всею на сквозняке.

Раскраивая ткань, надо стремиться отрезать куски, равные длине корпуса. Желательно, чтобы полосы, укладываемые вдоль киля и ватерлинии, не имели стыков: на кромке стыка при ударе о препятствие материал может задраться и отслоиться на значительном расстоянии; целое же полотно в этом случае прорвется. При раскрое ткани необходимо давать припуск по тем кромкам, которые будут ложиться внакрой.

Для получения нужной длины можно сшивать куски ткани, стараясь, чтобы шов не приходился на наиболее полную, миделевую часть корпуса. При сшивании кромки ткани подгибать не следует, нитки можно употреблять льняные, пропитанные олифой, или стеклянные, выдернутые из кромки полотнища. Сшивать полотнища по продольным кромкам не рекомендуется, во избежание образования складок и перекосов из-за неравномерного натяжения нити в каждой полосе ткани.

Работая со стеклотканью, нужно надевать защитные очки, чтобы в глаза не попадали частицы стекловолокна, а на лицо — марлевую повязку или респиратор для защиты органов дыхания. Помещение, где производятся работы, необходимо постоянно вентилировать, а лучше, если позволяет температура, работать на открытом воздухе.

Приготовление связующих.

Связующие следует готовить в количестве, которое может быть израсходовано за 1,5—2 час работы. Готовят связующее в эмалированной посуде. Использовать медную, латунную или гуммированную посуду нельзя, так как эти материалы могут отрицательно повлиять на его отверждение.

Компоненты связующего смешивают в определенной последовательности. Если предстоит оклеивать вертикальные борта или днище катера, стоящего килем вниз, то за несколько часов до начала оклейки в смолу порциями вводят, при тщательном перемешивании, приготовленную дозу тиксотропного наполнителя — белой сажи марок У-333 или А—5—7% от веса смолы либо аэросила— 1—1,5%. Наполнитель повышает вязкость смолы, предотвращает подтеки связующего. Через 2 час смолу с введенным наполнителем еще раз тщательно перемешивают.

Перед началом оклейки отвешивают необходимое количество смолы и отдельно ускоритель и инициатор. Для полиэфирных смол марок ПН-1 — ПН-3 инициатором служит гипериз (гидроперекись изопропилбензола), который добавляется в количестве 3 вес. ч. На 100 вес. ч. смолы. Смола с гиперизом затвердевает в течение нескольких часов; для ускорения процесса в нее добавляют ускоритель — нафтенат кобальта (10%-ный раствор в стироле) — 8 вес. ч.

Скачала вводят ускоритель и только после хорошего (в течение 10—15 мин) перемешивания — гипериз. Состав снова хорошо перемешивают. Ускоритель и инициатор не должны соединяться непосредственно, так как при этом может произойти взрыв.

При использовании эпоксидных смол ЭД-5, ЭД-6 или ЭД – 20 в смолу добавляют дкбутилфталат — 15 вес. ч. на 100 вес. ч. смолы, с которым она может храниться длительное время. Ускорителем служит полиэтиленполиамин (10 вес. ч.), который вводят непосредственно перед оклейкой корпуса. При смешивании связующего с полиэтиленполиамином выделяется тепло, и вследствие этого смесь может быстро отвердеть. Поэтому ускоритель рекомендуется вводить частями, при хорошем перемешивании.

Если оклейка ведется при температуре ниже + 18° С, в связующее можно ввести соускоритель — диметиланилин в количестве 0,025— 0,1% от веса смолы. Он резко ускоряет желатинизацию смолы.

Работать нужно в резиновых или «биологических» перчатках (употребляя мази Селисского, ХИОТ-6). После окончания оклейки следует обмыть руки и лицо горячей водой с мылом и смазать вазелином.

Порядок оклейки корпуса .

Перед работой надо приготовить инструменты: острый нож, портновские ножницы для раскроя ткани, торцовые кисти, шпатели, ролик для прикатки ткани и эмалированную посуду.

Обработанная поверхность наружной обшивки грунтуется тонким слоем связующего, приготовленного без тиксотропного наполнителя. Размер участка определяется так. Чтобы его можно было оклеить не более чем за час — полтора.

Через 30 мин после грунтовки наносится еще один слой связующего (если необходимо — с тиксотропным наполнителем), и сразу же на него укладывается первый слои стеклоткани, который тщательно разглаживается, простукивается торцовыми кистями от середины полотнища к краям до полного удаления воздушных пузырей и достижения равномерной его пропитки.

Аналогично укладываются последующие слои до получения защитного слоя нужной толщины. Ориентировочно можно сказать, что четыре слоя стеклосетки образуют защитное покрытие толщиной 1—1,5 мм. Толстая стеклоткань создает достаточную защиту корпуса в один-два слоя.

Обычно оклейку корпуса ведут сверху вниз, т. е. от борта к килю. Первый слой должен перекрывать на 50—70 мм скуловой брус, заходя на днище, и на такую же величину — палубу. Последующие слои должны ложиться так, чтобы перекрой по краям ткани был не менее 20—30 мм. Наиболее уязвимые места корпуса, например скулу, соединение борта с палубой, целесообразно защитить дополнительным слоем стеклоткани, наклеив полосу шириной 50—100 мм на основной слой.

При оклеивании днища перекрывают нижнюю часть бортовой оклейки; аналогично поступают при оклейке палубы, транца и форштевня. Нижние кромки днищевых полотнищ на 20—30 мм выводят на наружный брусковый киль (если он имеется), но полностью его обычно не оклеивают.

Кромки ткани на деревянном киле и на форштевне лучше всего заделать рейкой с металлической накладкой. Оклейку нужно вести непрерывно до получения защитного слоя нужной толщины, иначе связующее отвердеет, и для продолжения работы поверхность придется зачищать.

Если приходится оклеивать днище в потолочном положении, стеклоткань предварительно пропитывают связующим на столах. После пропитки, полотнища наматывают на круглые стержни диаметром около 70 мм, и не позднее чем через 30—40 мин их разматывают и укладывают на корпус, пробивая образовавшиеся пузыри торцовыми кистями и прокатывая ткань валиками.

Изнутри корпус обычно не оклеивают; достаточно обшивку и набор покрыть слоем связующего. Для оклейки корпуса, обшитого бакелизированной фанерой, следует применять связующее на основе эпоксидных смол, так как полиэфирные связующие в этом случае не обеспечивают достаточно прочного сцепления. При оклейке клепаных корпусов рекомендуется сначала приклеить полосы стеклоткани по всем заклепочным швам.

Пока клей еще окончательно не высох, выполняют «мокрую шпаклевку». Неровности (риски, наплывы клея) сглаживают, смачивая растворителем. Нередко приходится применять шпаклевку и после того, как стеклопластик отвердеет. Для шпаклевки применяют тот же клей, которым наклеивают ткань, с добавлением наполнителя — кварцевого песка или маршаллита (мел и цемент применять не рекомендуется). Шпаклеванную поверхность выравнивают и сразу же обтирают тампоном, смоченным в растворителе.

После того как шпаклевка высохнет, можно приступить к подготовке корпуса под окраску — устранить глянец стеклянной шкуркой. К матовой поверхности гораздо лучше прилипает краска, особенно эмаль.

Окраска оклеенного корпуса .

Если судно будет эксплуатироваться в пресной воде, из масляных красок чаще всего применяют свинцовые белила, крон (желтого цвета), сурик, ярь-медянку (зеленого цвета). Глифталевую или пентафталевую эмаль можно применять любого цвета, как отечественного производства, так и импортную. Наибольшей водостойкостью отличается хлоркаучуковая эмаль.

Глифталевые и пентафталевые эмали рекомендуется дополнительно покрывать одним слоем глифталевого или пентафталевого лака. Это сохранит от загрязнения декоративный слой краски. Более стойкое, чем краска, декоративное покрытие может быть получено за счет введения в связующее специальных пигментов (табл. 3).

Кроме приведенных в таблице можно применять и другие пигменты, но при этом нельзя забывать об их влиянии на связующее. Известно, например, что процесс отверждения стеклопластика замедляют цинковые белила и цинковый хром, а ускоряет ультрамарин.

Если необходимо осветлить тона, создаваемые связующим, добавляют отбеливающий препарат («белый для пластмасс») — 0,05% от веса связующего. Тогда окрашенные стеклопластики приобретают более чистый и яркий цвет с голубым оттенком. Обычно пигмент вводят только в поверхностный, декоративный слой, но иногда окрашивают и всю массу стеклопластика. Пигмент вводят непосредственно в смолу до смешивания ее с ускорителем.

Минеральные пигменты необходимо просушить в сушильном шкафу при температуре 105 — 110° С, для того чтобы влага, содержащаяся в пигменте, не задерживала отверждения и не снижала прочности стеклопластика. Высушенный пигмент тщательно просеивают через сито (мелкую капроновую сетку).

Из просеянного порошка пигмента и смолы, смешанной с тиксотропным наполнителем (марки У-333 — 5% от веса смолы или аэросил марок А-175, А-380 — 1% от веса смолы), приготовляют пастообразную композицию, состоящую из 50% порошка пигмента и 50% смолы. Для этого их тщательно смешивают и хранят в закрытой посуде. Связующее, не содержащее инициаторов отверждения, может храниться долго.

Чтобы окрасить связующее, предназначенное для нанесения в качестве декоративного слоя на корпус судна, в него добавляют пасту, приготовленную, как указывалось выше, и перемешивают, до тех пор пока не образуется однородная масса. Пасту добавляют до получения нужного колера, и уже после этого вводят отверждающие добавки, перемешивают и употребляют по назначению.

Цвет отвержденного связующего будет отличаться от цвета применяемого пигмента, поэтому, прежде чем приготовить связующее для покрытия всего корпуса, надо сделать несколько проб с различным количеством пасты.

В табл. 10 указано количество сухих пигментов, следовательно приготовленной пасты надо брать в два раза больше. После нанесения декоративного слоя, через сутки корпус можно зачистить от подтеков и окончательно отделать: подшпаклевать неровности связующим и после отверждения шпаклевки отшлифовать.

Шлифуют корпус водостойкой шкуркой № 180—220 с мыльной водой, а после просушки устанавливают на него привальные брусья, буртики, комингсы кокпита и дельные вещи. Под головки крепежных болтов подматывается капроновый или асбестовый шнур, смоченный связующим.

В процессе эксплуатации судов, оклеенных стеклопластиком, защитный слой может быть поврежден. Ремонт поврежденных участков осуществляется так же, как и нанесение слоя стеклопластика на корпус, только требуется более тщательная подготовка поверхности, так как на ней может оказаться масло, грязь или же сама древесина будет влажной.

Источник:   Д. А. Курбатов.  «15  проектов судов для любительской постройки».

13.12.2011 Posted by | дерево, сталь, стеклопластик, технология | , , , , , , , , , | Оставьте комментарий

Коррозия: — что это такое и как с ней бороться.

Увы, но сталкиваться с коррозией нам приходится практически во всех областях нашей жизни. И ничего загадочного в ней нет — это вполне естественное изменение любого металла. Протекающие при этом процессы примитивными не назовешь, но и особо сложного тут тоже ничего нет. Поскольку коррозия значительно ускоряется при наличии воды или влаги, флот, в том числе и маломерный, попадает в особую «группу риска». Бороться с коррозией не только нужно, но и можно. Причем для борьбы с ней можно задействовать те же самые процессы, которые ее вызывают, предложив этому неуловимому всепожирающему чудищу альтернативную «пищу».

Чтобы лучше понять, что такое коррозия, начнем с наиболее распространенной ее разновидности — ржавчины. Все мы имели с ней дело, но чтобы понять, как она возникает, придется освежить в памяти школьные уроки химии.

С точки зрения химика железная руда представляет собой два атома железа, связанных тремя атомами кислорода (Fe2O3 ). Добытый из земли коричневато-красный порошок сам по себе ни на что не годен. Но после процессов его очистки и выплавки мы получаем железо или чугун — материал куда более полезный. Использовать его можно как в чистом виде, так и в улучшенном, получая при добавлении иных химических элементов различные сорта стали.

Всем известно, что происходит с железными изделиями под воздействием воды — они ржавеют. Если процесс идет достаточно долго, то, скажем, от железного гвоздя в итоге останется лишь кучка коричневато — красного порошка — ржавчины, или оксида железа, имеющего уже знакомую нам химическую формулу Fe2O3 . Да — да, ржавчина — оксид железа — имеет абсолютно тот же состав, что и железная руда.

И вот почему. Атомы железа стремятся вернуться в свое естественное состояние, в котором они находятся состояние, в котором они находятся в составе руды, ржавчины или оксида железа. В нем они наиболее стабильны. Стремление к подобному состоянию присуще не только железу, но и практически всем прочим металлам, используемым в промышленности.

Тот вид коррозии, которому подвергается оставленное под дождем железное изделие, включает в себя не только химические, но и физические процессы. Происходящую реакцию принято именовать электрохимической.

Для того, чтобы два атома железа смогли соединиться с тремя атомами кислорода (и образовать Fe2O3 ), они должны объединиться электронами (крошечными частицами, вращающимися вокруг атомов). При этом несколько электронов освобождается. И сколько электронов освобождается. И поскольку электричество — это попросту движение свободных электронов, то при химической реакции вырабатывается и электрический ток.

Не забывайте, что железо стремится к превращению в оксид железа, потому что это его естественное, наиболее стабильное состояние. Необходим для этого только кислород. «Поставщиком» кислорода является вода, так что при наличии влаги железо ржавеет гораздо быстрее. Все это в полной мере применимо к оксиду алюминия и собственно алюминию, из которого делают подводные части подвесников и угловых колонок.

Вот, в общем, и все секреты коррозии металла, в основе которой лежит электрохимическая реакция. Такой тип коррозии принято еще называть гальванической (хотя далеко не всякая электрохимическая реакция — гальваническая коррозия).

Расположенные под водой металлические детали обычно подвергаются двум типам коррозии: гальванической и так называемой «коррозии от блуждающих токов».

Гальваническая коррозия представляет собой электрохимическую реакцию между двумя или несколькими различными (или разнородными) металлами. Различными, поскольку, для того чтобы началась реакция, один должен быть химически более активным (или менее стабильным), чем другой или другие. Когда мы говорим про гальваническую коррозию, то имеем в виду электрообмен. Все металлы обладают электрическим потенциалом, поскольку у всех атомов есть электроны, движение которых и есть электричество.

Гальваническая коррозия более активного металла начинается в тот момент, когда две или более детали из разнородных металлов, имеющие взаимный контакт (при обычном соприкосновении, или же посредством проводника) помещаются в электролит (любую жидкость, проводящую электричество, за исключением дистиллированной воды).

Не только соленая морская, но и обычная вода из-под крана благодаря наличию минеральных веществ является превосходным электролитом, причем с ростом температуры электропроводность ее только растет (по этой причине корпуса судов, эксплуатирующихся в жарком климате, заметно больше подвержены коррозии).

Процесс гальванической коррозии можно наиболее наглядно проиллюстрировать на примере алюминиевой подводной части подвесного мотора и гребного винта из нержавеющей стали. Алюминий — более химически активный металл — является в данном случае анодом, а менее активная нержавеющая сталь — катодом. Вот что происходит, когда эта пара помещается в воду, играющую роль электролита (рис. 1):

1. На аноде:

а) через место контакта (в нашем случае — через гребной вал) электроны перетекают с анода, металла химически более активного, на катод — гребной винт. Происходит следующая реакция: Al – Al +++ + 3e;

б) при этом атомы химически более активного металла превращаются в ионы (этим термином обозначаются атомы с «недостатком» или «избытком» электронов), которые устремляются в воду и связываются с ионами кислорода, обмениваясь с ними электронами и образуя оксид алюминия. (Процесс этот ничем не отличается от того, что происходит с ионами железа при образовании оксида железа);

в) образовавшиеся молекулы оксида алюминия либо уносятся потоком воды, либо оседают на алюминиевой поверхности в виде белесого налета. Таким образом, подводная часть вашего подвесника в результате гальванической коррозии буквально растворяется в воде.

2. На катоде:

а) с анода поступают электроны, причем они не просто накапливаются, а вступают в реакцию с ионами электролита;

б) реакция обычно происходит такая:

1 1/2 О2 + 3 Н2О + 6 е – 6 ОН ;

в) ион гидроокиси ОН  — щелочной,

поэтому в районе катода образуется щелочная среда. (Это обстоятельство стоит иметь в виду владельцам деревянных корпусов — щелочь разрушает целлюлозу, хотя на практике повреждения обычно не столь значительны).

Очень важно понять, что следствием освобождения каждого положительного иона металла на аноде обязательно является формирование отрицательного иона электролита, образующегося вследствие реакции электронов катода. Электрически анодные и катодные реакции должны быть эквивалентны. Рост или снижение уровня катодной реакции вызывает ответные рост или снижение уровня анодной реакции.

Это ключевой факт для понимания процесса коррозии и управления им. Его можно проиллюстрировать эффектом влияния размеров анода и катода. Если к очень большому аноду подключить маленький катод, процесс коррозии анода пойдет медленно. А если поступить наоборот, то анод очень быстро разрушится.

Алюминиевых деталей на катере или мотолодке полным-полно (не говоря уже о том, что алюминиевым может быть собственно корпус лодки!). И если не контролировать процесс гальванической коррозии, теоретически все они со временем способны «раствориться» без остатка.

Гальваническая коррозия может протекать даже в том случае, если на вашей лодке нет ни одной детали из нержавеющей стали. Предположим, что и подводная часть мотора, и винт алюминиевые, но лодку вы обычно ставите у пирса со стальной стенкой и подключаетесь при этом к береговой системе электроснабжения.

Провод заземления (так называемый «третий» — дань безопасности) соединяет при этом алюминиевые детали лодки с погруженной в воду стальной стенкой (рис. 2). Если учесть внушительную массу стальной стенки, то и подводной части мотора, и винту грозят серьезные повреждения.

Предотвратить их можно при помощи гальванического изолятора — своеобразного фильтра, отсекающего токи низкого напряжения и позволяющего при этом заземляющему проводу в случае пробоя изоляции или короткого замыкания выполнить свою функцию — отвести ток в землю и спасти вам жизнь.

Основной метод борьбы с коррозией — это использование всевозможных защитных покрытий (в первую очередь краски), изолирующих анод,

но все же полностью решить проблему таким способом не удастся — хотя бы потому, что механические повреждения лакокрасочного покрытия подводных частей подвесных моторов или поворотно-угловых колонок являются самым обычным делом.

Первый признак гальванической коррозии — вздутие краски на поверхностях, расположенных ниже ватерлинии, начинающееся обычно на острых гранях, и образование на обнажившемся металле белесого порошкообразного налета. Потом на поверхности металла начинают образовываться заметные углубления (рис. 3).

Коррозию подводных частей подвесных моторов и угловых колонок — или любых алюминиевых частей лодки — значительно ускоряет наличие деталей из нержавеющей стали, таких, как гребные винты, транцевые плиты (особенно если они «заземлены» на двигатель), узлы дистанционного управления. Именно на них и уходят электроны алюминиевых деталей.

Но и без наличия нержавеющей стали расположенные под водой алюминиевые детали все равно подвергаются воздействию коррозии  этого вида — хотя и не столь интенсивной, как при контакте с иным металлом. При наличии электролита на большинстве однородных, вроде бы, металлических поверхностей все равно образуются крошечные аноды и катоды — в тех местах, где состав сплава неоднороден или имеются посторонние вкрапления или примеси — например, частицы металла с форм или штампов.

Нержавеющую сталь в качества катода и алюминий в качестве анода мы использовали лишь в качестве одного из примеров; образовать «батарею» для запуска гальванической коррозии в паре с алюминием способен любой другой металл. Именно это и позволяет бороться с коррозией ответственных деталей — в паре с более активным металлом роль катода начинает играть уже алюминий, а небольшая контактирующая с ним деталь из цинка отдается ей «на съедение» и никаких больше функцией не несет.

Такие детали именуются анодными протекторами, и сейчас практически не встретишь подвесника или угловой колонки, которые были бы ими не снабжены. Итак, при контакте алюминия с цинком катодом становится алюминий, а подвергается коррозии цинк — металл более химически активный. Поскольку анодный протектор корродирует достаточно активно, установленный на колонке кусочек цинка может «раствориться» буквально за одну навигацию, оставив алюминий без защиты. Поэтому состояние этих нехитрых деталей надо время от времени инспектировать и вовремя заменять их «свежими».

Один же из худших врагов алюминия при образовании гальванической пары — это медь или медные сплавы (латунь или бронза), поэтому использовать медный крепеж при установке алюминиевых узлов и деталей (например, водоотливных помп) категорически не рекомендуется.

Еще одна причина гальванической коррозии — подключение к береговой электросети, обычно снабженной заземляющим проводом. При этом алюминиевая подводная часть вашего мотора или колонки посредством его подключается к подводным частям других лодок и становится частью огромной гальванической батареи, связанной с погруженным в воду береговым металлом. При этом не только на вашей лодке, но и на соседних коррозия значительно ускоряется.

Мы рассмотрели, на что способна гальваническая коррозия при использовании электрического потенциала самих металлов. Представьте, что будет, если добавить еще электричества!

Произойти подобное может в том случае, если металл, по которому течет электрический ток, поместить в любой природный, т.е. изначально «заземленный» водоем. Ток через воду устремится в землю. Следствием этого явится интенсивная коррозия в том месте, где произошел «пробой».

Данная разновидность коррозии отличается от гальванической, хотя природа у них одна. Гальваническая коррозия вызывается соединением двух разнородных металлов и происходит за счет их электрических потенциалов. Один металл выступает в роли анода, другой — в роли катода. Здесь же электрический ток попадает на подводную часть лодки из внешнего источника и через воду уходит в землю.

К примеру, ваша лодка расположена между лодкой с утечкой постоянного тока и местом, являющимся хорошим заземлением для этого тока. Хотя ток может уходить в землю и через воду, ваша лодка может явиться проводником со значительно меньшим сопротивлением. Таким образом, ток будет уходить в землю и с нее. Наиболее интенсивно коррозия будет развиваться в том месте лодки, откуда ток уходит в воду.

Блуждающие токи могут вызываться не только внешними, но и внутренними источниками — коротким замыканием в сети лодки, плохой изоляцией проводки, подмокшим контактом или неправильным подключением какого — либо элемента электрооборудования.

Наиболее же распространенный внешний источник этих токов — береговая сеть электроснабжения. Лодка с внутренним источником блуждающих токов (например, по причине повреждения изоляции одного из проводов) может стать причиной усиленной коррозии множества соседних лодок, подключенных к той же береговой электросети, если они обеспечивают лучшее заземление. Ток при этом передается на другие лодки посредством все того же «третьего» заземляющего провода.

Гораздо более неуловимый — но потенциально более опасный — случай коррозии блуждающих токов может происходить безо всяких проблем с электрооборудованием (и вашей лодки, и соседних). Предположим, что вы возвращаетесь на стоянку после выходных на воде, подсоединяетесь к береговому источнику, чтобы подзарядить аккумулятор, и спокойно уходите домой — автоматическое зарядное устройство само отключит зарядившуюся батарею.

В понедельник по соседству с вашей лодкой причаливает большой стальной катер (с ободранной и поцарапанной краской). Владелец его тоже подключается к береговой сети и тоже оставляет свою посудину на несколько дней. Электрическая батарея готова — большой стальной корпус и небольшая подводная часть вашего мотора, соединенные заземляющим проводом.

В зависимости от разделяющего их расстояния, разницы размеров и времени, которое ваш сосед решил провести на берегу, в следующие выходные вы можете обнаружить, что подводная часть вашего мотора либо просто покрыта белесым налетом, либо разрушилась чуть ли не полностью.

В заключение — об известной всем «нержавейке» и так называемой щелевой коррозии, которой подвержены многие металлы, а в особенности — нержавеющая сталь. «Щель» в данном случае — это пространство под всевозможными отложениями (песка, ила и т.д.), под пластиковыми шайбами, фетровыми прокладками и т.д. — иначе говоря, место, из которого попавшая туда влага не может найти выхода и где образовалась застойная зона.

Нержавеющая сталь — это сплав на основе чугуна, в который входят хром и никель. Не ржавеет она благодаря образующейся на поверхности изделия тонкой пленке оксида хрома. При отсутствии кислорода оксидный слой разрушается, и нержавеющая сталь покрывается ржавчиной не хуже обычной. Иными словами, «нержавейка» не ржавеет только до тех пор, пока имеется доступ кислорода.

В «щели», где влага кислорода практически лишена, эта разновидность стали теряет свои свойства. Самый простой способ предотвратить данную разновидность коррозии — ограничить доступ влаги в «щели», вовремя удалять образующиеся отложения и обеспечить хорошую вентиляцию сомнительных мест.

Итак, вкратце перечислим меры, которые следует предпринимать для борьбы с коррозией на лодке:

— следить за состоянием лакокрасочного покрытия и вовремя восстанавливать поврежденные места;

— использовать рекомендованные заводом-изготовителем защитные покрытия и густые смазки;

— следить за состоянием анодных протекторов и в случае их значительного износа заменять их на новые;

— использовать в цепи подачи берегового питания фильтр слабых токов на заземляющем проводе;

— подключать лодку к береговой электросети только в случае необходимости (например, для подзарядки аккумуляторов).

Источник:  «Катера и Яхты» ,  №223.

18.11.2011 Posted by | легкие сплавы, сталь, технология | , , , , , , , , , | Оставьте комментарий

Постройка яхт из стали с радиусной скулой.

Округлая форма корпуса при простоте выполнения.

Эта статья описывает метод постройки судов из металла с радиусной скулой, который используется для большинства наших металлических проектов начиная с середины 80-х. Этот метод позволяет судостроителю-любителю строить округлые корпуса, которые даже профессиональные конструкторы яхт иногда ошибочно принимают за настоящие круглоскулые обводы. Первый проект из серии был Hout Bay 30, к которому потом добавились многие другие, доступные сейчас, как готовые проекты. Все они подходят также и для профессиональной постройки.

Яхты строят из металла давно, достаточно давно, чтобы выгоды и недостатки их стали общепринятой истиной. Однако, с приобретением знания и появлением новых технологий, давно известные методы работы с материалами изменяются для лучшего использования выгод и ограничения недостатков.

Это произошло с усовершенствованными системами покрытий, которые значительно сократили обслуживание стальных лодок. Достижения в формах корпуса и методах изготовления также прошли длинный путь, чтобы уменьшить предубеждение против стальных яхт.

Как и жестянщик, проектировщик должен развить чувство, того, что может быть сделано из стального листа и что нельзя сделать. Раньше стальные корпуса (и многие проектируемые сегодня) имели форму корпуса с одной скулой или многоскулые обводы, чтобы облегчить обшивку. Однако, в результате многие из таких проектов немореходны, потому что проектировщик, уделил слишком много внимания к свойствам металла и недостаточно к потребностям моря. Другая крайность — проекты, для которых свойства металла учитывались мало и которые имеют такие сложные и закрученные формы секций, что они не намного проще в изготовлении, чем нормальный круглоскулый корпус. Читать далее

07.07.2011 Posted by | сталь, строительство, технология | , , , , , , , , , , , , , , , , | Оставьте комментарий

   

profiinvestor.com

Инвестиции и заработок в интернет

SunKissed

мое вдохновение

The WordPress.com Blog

The latest news on WordPress.com and the WordPress community.

Домашняя яхт-верфь.

Сайт создан для тех, кто мечтает построить яхту своими руками - яхту своей мечты...

Twenty Fourteen

A beautiful magazine theme