Суднобудівні матеріали

На будівництво суден йде величезна кількість всіляких матеріалів.

Для виготовлення корпусу, пристроїв, механізмів, систем використовують:

- прокат із суднобудівної сталі;

- прокат із сталі високої міцності;

- прокат із сталі для котлів і посудин, що працюють під тиском;

- сталеві труби для котлів і теплообмінних апаратів;

- сталеві труби для суднових систем;

- сталеві поковки і відливки;

- відливки з чавуну;

- відливки з кольорових і легких сплавів;

- напівфабрикати з кольорових і легких сплавів;

- сталь для ланцюгів;

- сталь для якорів.

Суднобудівна сталь поділяється на сталь нормальної міцності (σт = 235 МПа), підвищеної міцності (σт = 315-390 МПа) і високої міцності (σт ≥ 420 МПа).

Прокат із суднобудівної сталі поділяється на листовий, полосовий і профільний.

Листовий прокат, який катається на сталепрокатних станах металургійних заводів, буває різних розмірів: довжина від 2 до 16 м; ширина від 0,8 до 2м, товщина від 4 до 50 мм. Він іде на виготовлення зовнішньої обшивки, настилів палуб і платформ, повздовжніх і поперечних переборок, фундаментів для механізмів.

Полосовий прокат поставляється таких же довжин і товщин, але з значно меншими ширинами. Від 200 до 400 мм. Йде в основному для виготовлення зварюваного набору

Профільний прокат (рівнобокі і нерівнобокі кутники, швелери, симетричні і несиметричні полособульби) йде на виготовлення ребер жорсткості.

Форми поперечного перерізу профільної сталі показані на рисунку 3.1.

Рисунок 3.1 – Форми поперечного перерізу профільної сталі

Для виготовлення особливо важливих деталей (баллери рулів, гребні, колінчасті і розподільчі вали і інші деталі механізмів і пристроїв) використовують стальні поковки.

Стальні відливки – це форштевнь і ахтерштевнь, швартовні і якірні клюзи, блоки циліндрів двигунів внутрішнього згорання, корпуси електродвигунів, корпуси насосів, змички якірних ланцюгів.

Враховуючи, що ці матеріали в період експлуатації суден сприймають різного роду навантаження і при поломці можуть статися непередбачувані наслідки, всі суднобудівні матеріали проходять контрольні випробовування в лабораторіях заводів – постачальників і суднобудівних заводів.

Контрольні випробовування бувають руйнівні і неруйнівні.

Наведемо приклад руйнівного випробовування. Щоб визначити механічні характеристики листової сталі, в певному заздалегідь регламентованому місці сталевого листа вирізають певних розмірів кусок і з нього виготовляють стандартизованих розмірів дослідний зразок. Його закріплюють в розривній машині, розтягують аж до розриву і отримують необхідні дані.

Приклад неруйнівного випробовування – радіографічний контроль зварного шву. Окрім того до неруйнівних відносяться ультразвуковий та магнітно порошковий контролі.

Сталеві листи, які йдуть на виготовлення корпусу судна, проходять контрольні випробування на розтягування, на ударний згин і на зварюваність. Окрім того визначають їх хімічний склад.

Сталеві заготовки, які йдуть на виготовлення деталей машин, перевіряють на твердість по Брінелю (HB), Віккерсу (HV) і Роквеллу (HRC).

Сталь для конструкцій, що працюють при низьких температурах, проходять додаткові випробовування при низьких температурах.

При добудові суден також використовують:

- матеріали для армування пластмасових конструкцій,

- відсвічуючі матеріали,

- пінопласти,

- антикорозійні покриття,

- арматуру і труби з пластмас,

- склопластики.

Неметалеві матеріали в залежності від призначення проходять наступні випробування:

- на розтягування,

- на стиск,

- на вплив нафтопродуктів,

- на старіння,

- на водопоглинання,

- на вплив води,

- на повітропроникність,

- на холодостійкість,

- на вплив вібраційних навантажень.

На протязі всього свого «життя» судну приходиться витримувати дію агресивного водяного середовища, сильного вітру, палаючого сонця і багатьох інших суттєвих навантажень. При цьому основною загрозою для судна є корозія. Для підводної частини до цього додається ще обростання морськими організмами, що приводить до зниження швидкості судна і підвищеної витрати палива.

Найбільш ефективним захистом від корозії є лакофарбні покриття.

На даний час найбільш поширені фарби:

- епоксидно-вінілові,

- вінілові,

- алкідно-уретанові,

- епоксидно-уретанові,

- епоксидні.

При будівництві суден і судноремонті використовують фарби, які витримують високі температури.

Окремою групою ідуть теплоізоляційні і теплозвукоізоляційні матеріали. Теплозвукоізоляція на суднах повинна бути легкою, пожежобезпечною, водостійкою, повинна не гнити і не руйнуватися гризунами. Всім цим вимогам задовольняє ізоляція на основі скляного і базальтового волокна.

Ще є одна група матеріалів для суднобудування – протипожежні матеріали. Пожар – це найстрашніша подія, яка може трапитися на судні. Тому до протипожежних матеріалів ставляться великі вимоги. Протипожежні матеріали для суднобудівної ізоляції виготовляють з базальту, температура спікання волокон якого складає 1000˚С. Вогнезахисна ізоляція на основі базальту відповідає всім вимогам вогнестійкості для суднових конструкцій. Для вогнезахисту конструкцій на суднах використовують вогнезахисні базальтові плити і прошивні мати з різного роду покриттями або без них.