К. Чайников - Общее устройство судов

Титан и его сплавы являются новейшими прогрессивными конструкционными материалами. Они характеризуются высокой прочностью, пластичностью, малым удельным весом (45 г/см³), высокой температурой плавления и большой антикоррозионной стойкостью.

Легирующие добавки к титану – алюминий, хром, марганец, ванадий, железо, молибден и олово – значительно повышают прочность сплава.

Титановые сплавы хорошо свариваются электросваркой в атмосфере аргона или гелия. Титановые сплавы куются, штампуются и прокатываются, что позволяет изготовлять из них и профильные материалы.

Титан и его сплавы пока относительно дорогие материалы, но по мере совершенствования технологии их производства стоимость их быстро снижается, и эти материалы все шире применяют в судостроении для изготовления особенно ответственных деталей корпуса и его элементов.

Лесоматериалы находят широкое применение в судостроении из-за небольшого объемного веса, достаточной прочности, легкости обработки и невысокой стоимости. Из дерева изготовляют корпуса некоторых судов, настилы палуб, детали обрешетника под изоляцию другими материалами, обшивку переборок и выгородок, подушки под механизмы, детали оборудования и многое другое. Древесиной дорогих пород, имеющей красивое строение, отделывают парадные помещения. Вес применяемой древесины достигает 15% от веса корпуса.

Все древесные породы делятся на хвойные и лиственные . Из хвойных пород в судостроении применяются сосна, лиственница, кедр, пихта, ель, из лиственных – красное дерево, тик, ясень, береза, дуб и др. Наилучшими породами древесины являются красное дерево, тик, сосна, кедр, лиственница, ясень.

Особый интерес представляет бакаут – твердая тяжелая древесина, которая особенно ценится как материал для изготовления вкладышей дейдвудных подшипников, работающих в воде без смазки.

Красное дерево, тик и бакаут, хорошо зарекомендовавшие себя в судостроении, поступают для отечественного судостроения как импортные товары, поэтому требуют особенно бережного использования.

Для защиты древесины от гниения ее пропитывают специальными растворами, называемыми антисептиками, а для увеличения ее огнестойкости – антипиренами.

Пластические массы, или пластики, изготовляют на основе высокомолекулярных органических веществ, называемых смолами. Смолы являются главными связующими веществами и могут иметь вид жидкости, густой пластической массы и твердого вещества. По происхождению они могут быть естественными (например копалы, шеллак, сандарак, канифоль, природный асфальт и др.) и синтетическими, полученными в результате химических реакций из каменноугольного дегтя или из бензола и метилового спирта, органических кислот, аммиака и пр.

Применяемые в промышленности пластмассы представляют собой сложную механическую смесь, состоящую из многих компонентов, а также различных наполнителей, повышающих прочность пластмасс, ее термостойкость и прочие качества.

Добавление в некоторые смолы вспенивающих веществ делает пластмассы газонаполненными (пено- и поропласты). Такие материалы с очень малым удельным весом находят широкое применение в качестве тепло- и звукоизоляции судовых помещений. К недостаткам пластмасс относят невысокую теплостойкость, низкую теплопроводность и низкий модуль упругости. При температуре около 300° С они начинают разлагаться и обугливаться.

Изоляционные материалы применяют в судостроении для тепловой, противопожарной и противошумной изоляции. К этим материалам относятся: экспанзит (в виде плит, спрессованных из размельченной коры пробкового дуба или бархатного дерева); пробковая крупа (крошка), древесно-волокнистые и торфоизоляционные плиты, вермикулитовая противопожарная изоляция, пеностекло, стекловойлок, фольга алюминиевая, плиты из гофрированного винипласта и многие другие материалы. К ним предъявляются, кроме основных требований теплоизоляции, также требования не поддерживать горение, быть стойкими к воздействию влаги, для чего изоляция покрывается шпаклевкой и окрашивается. Чтобы защитить изоляцию от механических повреждений и придать судовым жилым и служебным помещениям вид, отвечающий требованиям современной эстетики, места изоляции закрывают зашивкой, которая крепится на обрешетнике (деревянных брусках или металлических планках).

Покрасочные материалы применяют для покрытий судовых поверхностей. Покрытия принято разделять на антикоррозионные, декоративные и противообрастающие ; для покрытий используют масляные, смоляные и силикатные краски, лаки, синтетические краски. Для покрытия подводной поверхности корпуса применяют специальные химические краски.

Бетоны применяются для постройки корпуса судна, в судоремонте и при борьбе за живучесть судна во время аварийного повреждения корпуса. Для этих целей используют различные цементы (марок не ниже 500).

Бетон приготовляют из цемента, пресной воды и заполнителей (песок, щебень и гравий) с введением различных добавок. Железобетон представляет собой монолит, изготовленный из бетона с арматурой из горячекатаных стальных прутков диаметром 3- 28 мм.

Для покрытия палуб применяются материалы, предохраняющие их от износа и коррозии, увеличивающие стойкость при ударах, создающие нескользящую поверхность и т. п. Для этого применяют: дерево, цемент и бетон, ксилолит, магнезиальную мастику, керамические плитки, разные мастики, асфальт, мрамор, пластмассы, резину, парусину, краски, металлические листы, асбошифер, асбоэбонит, стекло и прочие материалы.

Коррозией металлов называется их разрушение вследствие химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой.

Химической коррозией называется процесс разрушения металлов без электрического тока, происходящий в среде сухих газов или в жидкостях, не проводящих электрический ток. Химической коррозии подвергаются поверхности корпусных конструкций при соприкосновении с перевозимыми нефтепродуктами, солью, углем и другими минералами.

Наибольшие коррозионные разрушения наблюдаются на танках, вмещающих светлые сорта нефтепродуктов – бензины, керосины и т. п.,- от воздействия на металл корпуса сернистых соединений и различных кислотных остатков, входящих в их состав.

Электрохимической коррозией является процесс разрушения металла при соприкосновении его с жидкостями, проводящими электрический ток (электролитами). Это разрушение происходит на границе между металлом и жидкостью и вызвано электрохимической реакцией, возникающей между ними, аналогично явлению, протекающему в гальваническом элементе. Таким электролитом по своему химическому составу является морская вода. Металлический же корпус судна, представляющий собой неоднородный по структуре материал, образует большое количество микрогальванических пар, являющихся анодами, с участков которых металл, корродируя, переходит в раствор.