Покрытия для яхт и катеров, и способы их нанесения

ЛКМ для яхт и катеров из дерева и стеклопластика наносятся, на хорошо очищенную и выровненную поверхность. Для деревянного судна и плавательного средства из стеклопластика подбирается специализированные лакокрасочные материалы.

Из истории парусного флота

История парусного флота началась в древние времена, когда человек выбирал для быстрого передвижения природную дорогу — по движению воды. Например, в реке становился на бревно, а в руки брал ветку, чтобы не упасть в воду, — это был прообраз мачты. Когда люди поняли, что к мачте можно приделать шкуру или кору дерева, чтобы облегчить управление, так был изобретен парус.

Следует заметить, что парус изобрели раньше колеса, так как река являлась настоящей природной дорогой, более доступной для быстрого передвижения.

Парус был изобретен в разных частях света примерно в одно время. Важным элементом был также плот, состоящий из нескольких соединенных бревен. Это было удобное средство передвижения по морю, так как к плоту можно было присоединить мачту с парусом и даже соорудить подобие крыши, а также из древесины сделать весла для управления. Предполагается, что бамбуковые плоты существовали еще 6 000 лет назад. Интересно, что подобные сооружения для плавания существуют и по сей день в некоторых отдаленных местах земли.

Местом рождения парусников считаются Индонезийские острова. Южно-азиатские парусные пироги, бревна с мачтой, катамараны из двух соединенных пирог использовались в Тихом океане до того, как их начали использовать для перевозки каменных блоков по Нилу для постройки пирамид около 6 000 лет назад.

Предлагается к прочтению: Основы парусного яхтинга

В Европе самая старая находка подобия корабля из древесины сосны была найдена в Шотландии и отнесена к периоду в 8 000 лет назад. Аналогичная находка была обнаружена в Нидерландах, она на 2 000 лет моложе. В 1 300 г. до н.э. преобладали деревянные лодки, снабженные парусом и веслами. Из них спустя 600 лет сделали парусники. В то время могущественной морской страной был Египет, его парусные корабли плавали в Средиземном море и Индийском океане, занимаясь торговлей (рис. 1).

Позже ведущие позиции в морской торговле заняли греки, финикийцы и микенцы. После падения Римской империи в 395 г. окрепла Византийская империя, которая была типично морской страной. В V-VI вв. ее корабли, мало отличающиеся от римских, бороздили воды Средиземного и Черного морей. Франция, возникшая из руин Римской империи, мало занималась мореплаванием, хотя галлы в III в. правили на побережье от Эльбы до Гвадалквивира в Испании. Наследие галлов проявилось в основном в Ирландии. Ирландские монахи в конце VIII в. открыли Исландию еще перед тем, как в ней в 60-80 гг. IX в. правили викинги. Викинги занимались морским разбоем еще в III в., но расцвет их мореплавания приходится на VIII—IX вв. Корабли викингов были открытыми с веслами и парусами (рис. 2). Они неглубоко уходили в воду, а поэтому могли заходить и в реки.

В XI-XII вв. в Восточном море правили балтийские славяне, в XIII в. их заменили германские племена, целью которых была торговля в Северной Европе. Их корабли были глубоководными и широкими, но не подходили для мореплавания. В Португалии и Испании появились каравеллы (рис. 3), караки и галеоныКаракки и каравеллы, пинасы и галеоны, сделанные по образу кораблей викингов.

Лучшее кораблестроение в XVI- XVII вв. было в Нидерландах, где строили большое количество небольших кораблей, покорявших моря.

Расцвет строительства парусных судов приходится на XVIII-XIX вв. В XVIII в. появились новые типы парусниковКлассический парусный корабль: пределы возможного, а в XIX в. началась эпоха паровых судов — они были быстрее и экономичнее. Таким образом, в начале XX в. закончилось время последних грузовых парусников для перевозки грузов (рис. 4). Но история парусных судов не закончилась.

Во всем мире на водной глади озер, рек, морей и океанов можно видеть огромное количество небольших судов — лодок, яхт, катеров разного типа и назначения. Их постройка осуществляется на судостроительных верфях, кораблестроительных заводах, а иногда их изготавливают своими силами любители водного транспорта. Основными материалами для них являются сталь, древесина, алюминий, пластмассы. Все они удовлетворяют требованиям, предъявляемым к этому виду судов.

Материалы для постройки яхт и катеров

Древесина — традиционный часто используемый природный материал. Из нее строили свои корабли викинги, каравеллы Колумба тоже были деревянными, так как в те времена других материалов не было. Для ремонта деревянные лодки раньше каждые несколько месяцев вытаскивали на берег, современные яхты и катера ремонтируют на специально оборудованных верфях. Деревянные корпуса плохо подходят для очень больших катеров и яхт, но с эстетической точки зрения для прогулочных и спортивных катеров этот материал незаменим. Такие катера сочетают в себе красоту, скорость и комфорт (рис. 5).

Металл (сталь) в отличие от древесины значительно более прочен и долговечен. Например, в Австралии половина лодок сделана из стали. В России делают катера и лодки из стали, они позиционируются как недорогие и исключительно прочные суда (рис. 6). Но главный недостаток стали заключается в подверженности коррозии.

Причем эта проблема усугубляется по мере эксплуатации судна. Для предотвращения ржавления на корпус наносят защитные лакокрасочные покрытия, но независимо от их толщины со временем на бортах появляются ржавые пятна. Защитить борт с помощью окрашивания легче на плоской поверхности, но во внутренних углах и на изгибах металла значительно труднее.

Стеклопластик. В течение последних 25-30 лет в Европе и США корпуса яхт и катеров строят из стеклопластика. Он не ржавеет, долговечен и прочен, хотя и не настолько, как металл. Из пластика можно строить более легкие лодки, которые, соответственно, обладают меньшей парусностью и более короткими мачтами (рис. 7). Кроме того, строить корпуса из него легче, поэтому для выполнения работ можно привлекать неквалифицированный персонал.

Стеклопластик — это армированная стекловолокном пластмасса, связующим является насыщенная полиэфирная или эпоксидная смола. В качестве наполнителей могут применяться тканые (стеклоткани) и нетканые (стекловолокно, волокно и стекловойлочные маты) материалы. Высоковязкую эпоксидную смолу разбавляют растворителем, полиэфирную смолу можно использовать без разбавления. Пропитываемую стеклоткань укладывают в матрицу или пресс-форму и подвергают вакуумному прессованию.

Разработка методов ручного нанесения покрытия из отвержденной полиэфирной смолы, армированной стеклом, в начале 1950-х гг. привела к быстрому развитию катеростроения из стеклопластика. Так, если в 1950-х гг. объем производства яхт и катеров из стеклопластика составлял 4%, то в 1980-е гг. он достиг 80%. В Германии такие суда стали строить с 1960 г. В 1970-е гг. началась эра стеклопластика. Сейчас их изготавливают в основном по индивидуальным проектам из-за высокой стоимости (они значительно дороже деревянных и металлических корпусов).

Рекомендуется к прочтению: Последние серии военных парусных кораблей Черноморского флота

Недостатком стеклопластика является его подверженность осмосу — проникновению воды в толщу пластика через дефекты в защитном слое гельгоута (окрашенного декоративного верхнего слоя). При нанесении гельгоута производят многократное шлифование и полировку поверхности. Наиболее прочными высокоглянцевыми покрытиями являются полиуретановые; алкидные — менее прочны, но проще в нанесении. Эпоксидные материалы предпочтительно использовать для защиты подводной части корпуса.

Ниже ватерлинии не рекомендуется применять грунтовки, так как предполагают, что они способствуют развитию осмоса.

Признаками осмоса являются вздутия и пузыри на поверхности, которые со временем становятся все более обширными. В этом случае возникает необходимость в антиосмотической обработке.

Алюминий — легкий и прочный материал, который не подвергается коррозии при взаимодействии с водой (рис. 8). Алюминий более устойчив к удару, чем сталь или стеклопластик, и в 3 раза пластичнее стали. На него не действуют атмосферные явления и морская вода. Отсутствует осмос, и алюминиевый корпус можно не окрашивать, так как он покрыт оксидной пленкой, которая надежно защищает металл.

Благодаря комплексу свойств алюминий прекрасно подходит для глиссирующих корпусов. Известно, что для увеличения скорости лодки при одной и той же мощности мотора необходимо уменьшить ее вес. Увеличение строительства алюминиевых гоночных парусных яхт в США пришлось на 1960-1970 гг.

Начальные затраты на строительство корпуса судна из алюминия могут быть выше, чем из стали или стеклопластика, но корпуса из алюминия несравнимо долговечнее и имеют лучшие эксплуатационные характеристики.

Уязвимым местом корпуса из алюминия может быть гальваническая коррозия, вызывающая разрушение алюминия. Это происходит в условиях повышенной влажности при соприкосновении алюминия с медью, бронзой или нержавеющей сталью, поэтому необходимо не допускать контакта с другими металлами или наносить на алюминиевые поверхности водостойкую грунтовку, или использовать анодную защиту.

Композитные материалы. Корпуса яхт и катеров также могут изготавливаться из композиционных материалов — кевлара и углепластика (см. статью “Перспективные ЛКМ и материалы для судов и кораблей”Перспективные лакокрасочные и конструкционные материалы для судов и кораблей), которые значительно легче и прочнее стеклопластика и менее подвержены осмосу (рис. 9). Из таких материалов делают мощные спортивные очень дорогие катера, для которых важно, чтобы лишний вес не снижал скорость. Для окраски таких корпусов применяют, как правило, самые высококачественные и дорогостоящие ЛКМ — полиуретановые и фторуретановые.

Катера и яхты можно рассматривать как относительно небольшие суда, строительство и ремонт которых очень похожи на процесс судостроения, только в меньшем масштабе. Применяемые для их окраски ЛКМ должны также надежно защищать корпус судна от коррозии, не допускать обрастания подводной части судна и расположенного там оборудования, обеспечивать при необходимости возможность применения электрохимической защиты. Как известно, не существует универсальных ЛКМ, отвечающих одновременно всем требованиям, поэтому разрабатываются схемы окрашивания применительно к материалу судна и к будущим условиям эксплуатации. При этом необходимо учитывать возможность нанесения ЛКМ в холодное время года, скорость отверждения в разных условиях, механическую прочность покрытия, устойчивость при обработке различными моющими средствами, склонность к старению, технологичность нанесения (возможность нанесения ручным способом или пневмораспылением).

Ниже рассмотрены способы окрашивания и выбор ЛКМ для яхт и катеров применительно к материалам, из которых они изготовлены.

Окрашивание яхт и катеров

Окрашивание деревянных судов

Древесина должна быть надежно защищена от влаги, солнечного излучения и механических повреждений. Деревянные яхты требуют гораздо больше внимания и ухода, чем яхты из стеклопластика. Прежде всего, древесину необходимо защитить от гниения, обрабатывая антисептиком. Пропитку делают 2-4 раза, при этом следует учесть, что перед пропиткой древесина должна быть сухой (содержание влаги не должно превышать 16%).

Когда борта после пропитки полностью просохнут, приступают к подготовке поверхности перед окраской — выравниванию. До нанесения ЛКМ вся поверхность корпуса должна быть очень хорошо выровнена, так как в древесине всегда могут присутствовать трещины и неровности. Их выравнивают специальной шпатлевкой, которую изготавливают на основе эпоксидной смолы с тиксотропирующим наполнителем (древесные волокна или древесная пыль, аэросил), используются и готовые эпоксидные шпатлевки. Шпатлевку наносят специальным плоским ножом и после отверждения обрабатывают наждачной бумагой. Все неровности должны быть тщательно сглажены. После этого наносят слой грунтовки, а затем первый и второй слои ЛКМ, обрабатывая каждый слой мелкой наждачной бумагой. При окраске палубы и наружной обшивки судна поверхности из натуральной древесины вручную или с помощью плоской вибрационной машинки шлифуют с водой водостойкой шлифовальной бумагой (размер зерна 180-200).

Будет интересно: Термостойкие покрытия для судов и кораблей в суровых климатических условиях

После выравнивания поверхность становится матовой, и ее лакируют тонким и ровным слоем масляного, алкидного или уретанового лака. Чтобы получить красиво отлакированный надводный борт, на зашкуренную поверхность наносят первый слой лака, разбавленного независимо от типа на 20%, с помощью кисти с коротким волосом. Для второго слоя лак разбавляют на 5-10% и наносят обычной кистью. После этого продолжают накладывать слой за слоем, каждый раз предварительно шлифуя поверхность. Для получения качественного покрытия необходимо нанести не менее 7-8 слоев. При окраске подводных бортов на пропитанную защитным составом древесину наносят 2-3 слоя грунтовки и 2-3 слоя выбранной краски для днища.

Ремонт деревянных судов

Как только судно поднято на берег в конце сезона, нужно тщательно осмотреть состояние покрытий. Вначале промывают поверхность: надводные части (окрашенные и лакированные борта) обрабатывают специальным очистителем и ошкуривают поверхность наждачной бумагой № 180-220, промывают большим количеством пресной воды для удаления пыли. Когда борт полностью просохнет, наносят соответствующий лак или краску. Каждые 7-10 лет старое лакокрасочное покрытие необходимо удалять. Это делается с помощью газовой горелки, паяльной лампы или эффективного растворителя. Когда все покрытие удалено, надводные борта обрабатывают так же, как это делается на новом деревянном судне (рис. 10).

Подводные борта и днище промывают струей воды под большим давлением, тщательно очищают жесткой щеткой и также промывают пресной водой. Если покрытие на днище отслаивается, производят выборочный или полный его ремонт. Мягкое покрытие с днища удаляют очистителем, твердые и самополирующиеся покрытия проще удалить с помощью растворителя. Затем поверхность тщательно промывают пресной водой, иногда с добавлением небольшого количества аммиака, и завершают промывкой пресной водой. После этого днище обрабатывают так же, как и на новом судне.

Окрашивание стальных судов

Стальную поверхность перед окраской необходимо тщательно подготовить, удалив всю ржавчину пескоструйным аппаратом. Первый слой грунтовки наносят сразу после чистки. На надводные борта наносят 4-5 слоев грунтовки (общей толщиной не менее 240 мкм), на подводные борта — 6-7 слоев той же грунтовки (общей толщиной не менее 350 мкм). Время между нанесением слоев грунтовки должно быть указано в инструкции по нанесению. Надводные борта после нанесения грунтовки окрашивают 2-3 слоями эмали, обычно двухкомпонентной, образующей глянцевую поверхность. При желании работать однокомпонентным составом сразу после очистки поверхности на нее наносят 2 слоя грунтовки, затем 2 слоя краски и 1 слой эмали, которая обеспечивает прочность и блеск покрытия.

На подводные борта поверх грунтовки наносят 2-3 слоя необрастающей краски, образующей самополирующееся покрытие.

Важно знать, что цинковые аноды, которые находятся на стальном судне, не следует окрашивать, в случае их окисления необходимо удалять окислившийся слой.

Ремонт стальных судов

Поверхность стального судна следует тщательно осмотреть, выявляя наличие небольших повреждений, которые могут привести к быстрому образованию ржавчины. Для ремонта повреждений соответствующие участки шлифуют наждачной бумагой или шлифовальным кругом и наносят несколько слоев грунтовки до получения покрытия требуемой толщины. После этого наносят 2-3 слоя выбранной краски.

На подводных бортах местами может наблюдаться отслоение грунтовки. В этом случае поврежденные участки очищают, шлифуют и наносят двухкомпонентную эпоксидную грунтовку. После этого наносят 2-3 слоя краски для днища.

Окрашивание судов из стеклопластика и композитных материалов

Существует большая разница между окрашиванием новых судов из стеклопластика и ремонтом и окрашиванием старых. Корпус нового судна обрабатывают очистителем, позволяющим быстро и легко удалить грязь, пыль, смазку, пятна мазута и др. После этого поверхность промывают пресной водой из шланга. Когда корпус высохнет, его обрабатывают полировочным составом, который защищает от окисления и придает блеск, можно отполировать также поверхность мягким воском, не содержащим абразивных добавок. При такой обработке лучше закрыть ватерлинию широкой лентой, чтобы не захватить при отделке борта подводную часть, подлежащую окраске.

Попадание полировочного состава или воска ухудшит адгезию ЛКМ.

Подводные борта нового судна также обрабатывают очистителем, а затем промывают пресной водой из шланга. После просушки корпус подводной части протирают тряпкой, смоченной обезжиривающим составом. После этого поверхность шлифуют либо вручную наждачной бумагой № 180, либо с помощью вибрационной шлифовальной машины. Поверхность должна стать матовой. Удаляют пыль и промывают поверхность чистой водой, затем дают днищу хорошо просохнуть.

Для окраски корпусов из стеклопластика как ниже, так и выше ватерлинии применяют двухкомпонентный эпоксидный грунт. Он обеспечивает хорошую защиту от проникновения влаги и потому подходит для предотвращения образования осмотических пузырей.

Ремонт судов из стеклопластика

Характерным недостатком судов из стеклопластика является образование на поверхности, особенно днища, так называемых осмотических пузырей. Они появляются под слоем гелькоута и являются следствием проникновения воды в виде паров или жидкости. Даже очень малого количества воды достаточно для начала развития процесса осмоса (рис. 11).

Осмос — химический процесс, протекающий вследствие гидролиза стеклопластика.

Механическому распространению воды в толщу пластика способствуют как повреждения гелькоута, так и сами волокна стеклопластика. В пузырях скапливается кислотосодержащая жидкость, они увеличиваются в размерах и количестве. Отдельные пузыри вскрывают, как показано на рис. 12.

Если на днище имеется множество осмотических пузырей, то необходимо удалить слой гелькоута полностью. Но его нельзя удалять с помощью химических веществ, так как при этом можно разрушить слой стеклопластика. Гелькоут снимают с помощью шлифовальной машины или пескоструйного аппарата. После этого поверхность промывают большим количеством воды, чтобы удалить кислоту из пузырей, и хорошо просушивают в течение продолжительного времени (например, 1-3 мес при температуре не ниже 15 °С и относительной влажности воздуха не более 65%).

После просушивания поверхность обрабатывают пропиточным составом (вязкий эпоксидный лак) и в ближайшие 12 ч заполняют вначале крупные впадины эпоксидной шпатлевкой, а затем наносят ее тонким слоем на всю поверхность. Затем в течение суток поверхность еще раз шпатлюют и шлифуют, чтобы добиться ровного слоя толщиной не менее 0,5 мм. Через 24 ч поверхность ошкуривают наждачной бумагой № 80 и наносят двухкомпонентную эпоксидную грунтовку, разбавленную до требуемой вязкости, обычно в 6-7 слоев, чтобы получить ровное покрытие толщиной 360 мм.

Читайте также: Железо и паруса: зигзаги перехода к новому судостроению

Грунтовка должна полностью отвердиться при температуре 20 °С в течение 7 сут, а при более низкой — 14 сут. Чтобы судно сохраняло хороший внешний вид, его поверхность необходимо 2-3 раза в год полировать, используя полирующие жидкости, воск или полировочные пасты.

Окрашивание судов из алюминия

Перед окраской водостойкой грунтовкой всю поверхность судна необходимо промыть очистителем, а затем чистой водой и протереть пенообразующим составом для удаления слоя оксида алюминия. После этого все неровности шпатлюют эпоксидной шпатлевкой. На надводные борта после предварительной обработки наносят 2-3 слоя двухкомпонентной эпоксидной грунтовки (толщиной не менее 120 мкм), а затем 2-3 слоя двухкомпонентной эмали, которая образует глянцевое прочное атмосферостойкое покрытие. На подводные борта после предварительной обработки наносят 6-7 слоев (до толщины не менее 350 мкм) той же грунтовки, что и на надводные борта. После этого наносят 2-3 слоя краски для днища, образующей самополирующееся необрастающее покрытие.

Ремонт судов из алюминия

При необходимости подновить надводные борта их промывают очистителем и затем чистой водой. Если лакокрасочное покрытие повреждено, то поверхность ошкуривают наждачной бумагой № 180-240, удаляют пыль и наносят 2-3 слоя двухкомпонентной эпоксидной эмали. В том случае, если покрытие в плохом состоянии, то делают либо выборочный, либо полный ремонт с удалением всего старого покрытия. В последнем случае, поскольку покрытие с алюминиевой поверхности нельзя выжигать, его соскабливают, а с днища снимают растворителем краски для стеклопластика. При выборочном ремонте свежие слои ЛКМ наносят на участки, где покрытие отслоилось.