Trwałość jachtu - Janusz Maderski JACHTY - BUDOWA, KONSTRUKCJE

Okucia masztu, podwięzie wantowe, sztagowniki, sworznie balastowe, trzony sterowe, kosze i liny relingu, wanty, sztagi i wiele innych elementów osprzętu wykonuje się ze stali odpornych na korozję. Postęp w metalurgii dostarcza nam coraz lepsze stale.

Zwykłe stale konstrukcyjne cechuje niewielka odporność korozyjna. Gdy jednak w skład stopu wejdzie 13% lub więcej chromu odporność rośnie skokowo. Na powierzchni stali wytwarza się warstewka pasywacyjna chroniąca metal. Takie stale klasyfikujemy jako odporne na korozję. Popularnie określane sa jako "nierdzewka". Stale te w zależności od składu i struktury maja rózne właściwości i rózną odporność korozyjną. Bez dodatkowych zabezpieczeń nie jest ona jednak całkowita. Bardzo niebezpieczne jest to, że korozja silnie obciążonych elementów ze stali nierdzewnych zazwyczaj jest niewidoczna i przebiega między lub śródkrystalicznie, w głąb materiału. Szczególnie niebezpieczna na jachcie jest korozja naprężeniowa i zmęczeniowa, atakuje głównie takielunek i konstrukcje sterów, zwłaszcza wolnonośnych.

O trwałości takielunku nie decyduje jedynie rodzaj użytych materiałów, konserwacja i warunki eksploatacji. Równie ważne są zastosowane rozwiązania konstrukcyjne, ich dostosowanie do specyfiki materiałów oraz właściwy dobór wytrzymałości konstrukcji. Nie ocenimy tu stosowanych rozwiązań lecz tylko zwrócimy uwagę na kilka zasad podstawowych.

Prawidłowo zaprojektowany i wykonany takielunek nie łamie sie pod wpływem uderzenia wiatru i przez wiele lat pracuje bezawaryjnie. Podobnie dzieje sie ze sterami i innymi elementami jachtu. By jednak nie stracić masztu lub steru w morzu, niektóre elementy wykonane ze stali nierdzewnych musimy okresowo wymieniać.

Zalecane okresy eksploatacji takielunku stałego.

Takielunek, może wymagać wymiany nawet gdy wydaje się w pełni sprawny. Poniższe dane należy traktować jako orientacyjne. Każdy jacht ze względu na konstrukcję oraz intensywnośc i warunki eksploatacji jest przypadkiem indywidualnym.

Wanty i sztagi na jachcie turystycznym powinniśmy wymieniać :

- jeżeli jacht żegluje po Bałtyku to nie rzadziej niż co 25 lat,

- jeżeli jacht żegluje po morzach o większym zasoleniu to nie rzadziej niż co 15 lat,

Wanty i sztagi na jachcie regatowym - takielunek jest silnie obciążony i zazwyczaj dobranym z niewielkim współczynnikiem bezpieczenstwa by był jak najlżejszy. Wanty i sztagi powinniśmy wymieniać :

- jeżeli jacht żegluje po Bałtyku to nie rzadziej niż co 15 lat,

- jeżeli jacht żegluje po morzach o większym zasoleniu to nie rzadziej niż co 10 lat,

Podane czasy użytkowania takielunku można wydłużać gdy olinowanie zostało istotnie przewymiarowane w stosunku do wartości obliczeniowych.

Wanty i sztagi ze stali ocynkowanej.

Stosowane są dzisiaj niezwykle rzadko, współczesne takielunki wymagają przeważnie want strunowych. Końcówek, ze względu na możliwość wystąpienia korozji elektrochemicznej, nie zaciskamy lecz je szplajsujemy. Rdzeń nasączamy woskiem. Zużycie liny jest zauważalne. Cynkowe pokrycie ciemnieje, później znika. Pojawiają się pierwsze przerdzewiałe druty. Nierdzewna strunówka pęka "niespodziewanie", zazwyczaj przy zaprasowanej końcówce. Tu widzimy, że już czas wymienić wantę lub sztag. Żywotność stalówek ocynkowanych na silnie zasolonych akwenach nie jest wielka. Zazwyczaj wynosi kilka lat. Na wodach słodkich lub nisko zasolonych, np. Zalew Szczeciński, stalówki ocynkowane mogą zachowac prawidłowe parametry przez ok. 50 lat.

Praktycznie nie ulegają zmęczeniu. Gdy są chronione przed korozją biologiczną i własciwie zaprojektowane to o ich trwałosci decyduje czas starzenia spoin. Maszt należy wymienic gdy zaobserwujemy rozklejanie elementów. Często trwałość masztow drewnianych, gdy były dobrze konserwowane, przekracza 50 lat.

Maszty aluminiowe należy zabezpieczyć przed korozją elektrochemiczną za pomocą podkładek z tworzywa sztucznego pod okuciami ze stali nierdzewnej. Pasywacja powierzchni nie jest trwałym zabezpieczeniem masztu. Stop ma strukturę porowatą. Najpóźniej po dwudziestu latach użytkowania dobrze jest zdemontować okucia i cały maszt pomalować.

Maszty na jachcie turystycznym jeżeli nie są gięte i maja odpowiedni nadmiar wytrzymałości, by nie złamały się zmęczeniowo, mogą nie wymagać wymiany.

Maszty jachtów regatowych i regatowo-turystycznych, zazwyczaj gięte i dobrane blisko granicy wytrzymałości należy oceniać indywidualnie. Jednak okres ich użytkowania nie powinien przekraczać 20-25 lat.

Okucia i ściągacze powinny być tak dobrane, by nie ulegały zmęczeniu i korozji naprężeniowej.

Nierdzewne trzony sterów zawieszonych na stewie rufowej lub podpartych skegiem - najlepiej na całej długości, przy właściwym zaprojektowaniu i wykonaniu z właściwej stali, nie powinny wymagać okresowej wymiany. W praktyce mogą być "wieczne" o ile nie zostaną mechanicznie uszkodzone.

Wewnętrzna stalowa konstrukcja płetwy o ile została właściwie zaprojektowana i wykonana nie będzie wymagała wymiany.

Uwaga: w wielu starszych jachtach morskich nie doceniano sił działających na połączenie wewnętrznych stalowych usztywnień płetwy z trzonem sterowym.

Wypełnienie płetwy. Wykonane z pianki nienasiąkliwej PCV, o właściwej gramaturze, nie będzie wymagało wymiany. Wykonane z pianki PU spowoduje, że płetwa nie będzie trwała. Nasiąknięta pianka traci swoje właściwości a zamarzając uszkadza poszycie płetwy steru.

Poszycie powierzchni płetwy. Pewną i trwałą metodą jest jednoczesne ręczne oblaminowanie całej oprofilowanej płetwy. Tak wykonana płetwa, na silnych wzmocnieniach ze stali nierdzewnej i wypełnieniu z pianki PCV, będzie równie trwała jak kadłub jachtu. Wykonywanie poszycia poprzez sklejanie wylaminowanych "połówek' na stalowej konstrukcji a następnie zalewanie pianką wnętrza płetwy, bywa zawodne; ster może rozpaść się podczas żeglugi. Trwałość tak wykonanego steru jest trudno przewidywalna i autor nie proponuje tego rozwiązania w swoich konstrukcjach.

Są najtańsze w wykonaniu i zapewniają jachtowi najmniejszy promień cyrkulacji. Dominują w obecnej seryjnej produkcji jachtów. Są rozwiązaniem najbardziej awaryjnym. Nie chronione skegiem są silnie narażone na uszkodzenia mechaniczne. Wymagają bardzo mocnych przejść kadłub-koker. Trzon steru jest gięty i może pękać na skutek zmęczenia i korozji naprężeniowej. Trwałość wymaga indywidualnej oceny i zależy od konstrukcji, obciążeń, materiału oraz wykonania.

Poszycie - uwagi jak do sterów podpartych.

Laminat poliestrowo szklany (lps) od lat pięćdziesiątych wypiera inne tworzywa z produkcji stoczniowej. Laminowanie jest czynnością prostą, dzięki czemu tworzywo to jest tanie w produkcji seryjnej. Konserwacja i przygotowanie kadłuba do sezonu wymaga minimalnych czynności obsługowych.

Jak z każdego innego tworzywa tak i z lps można zbudować jacht trwały lub nie. Nadal pływają, w dobrej kondycji, pionierskie konstrukcje laminatowe.

Jakość pracy. Jeżeli podczas laminowania, intensywnie wałkując, dokłanie wyciśnięto wszystkie banieczki powietrza z żywicy to nie będziemy mieli problemów z pęcherzami osmotycznymi.

Sztywność i wytrzymałość konstrukcji są następnymi czynnikami decydującymi o trwałości kadłuba z lps.

Gdy laminat jest mocny i dobrze usztywniony (grubość poszycia, wzmocnienia, przekładka) to zachowuje swoje parametry podczas wieloletniej eksploatacji.

Pianka poliuretanowa jest nietrwała i nie powinna być stosowana jako przekładka.

Gdy jacht zbudowano zbyt delikatnie to na skutek ciągłych odkształceń dochodzi do rozklejania elementów i delaminacji. Włókno szklane przestaje być związane z żywicą, laminat staje się miękki. Skokowo spada wytrzymałość. Takich kadłubów nie należy eksploatować, mogą ulec np. złamaniu na fali.

Połączenie kształtek kadłuba i pokładu. Dobre rozwiązania to grube i szerokie przylaminowanie lub sklejenie + skręcenie + przylaminowanie. Rozwiązaniem tanim i nietrwałym jest sklejenie klejem elastycznym z jednoczesnym skręceniem kształtek.

Połączenie balastu z kadłubem. Bywa słabym punktem wielu jachtów. Awaryjność cechuje zwłaszcza głębokie płetwy bezkołnierzowe o niewielkiej powierzchni styku z kadłubem. Najtrwalszym rozwiązaniem są balasty integralne oraz płetwy kołnierzowe przykręcane do odpowiednio dużej powierzchni mocnego kadłuba.

Żegluje dziś wiele jachtów drewnianych mających ponad 100 lat. Drewno jest zdrowe, jachty w pelni sprawne. Z drugiej strony znajdują się jachty tak zaniedbywane, że już po kilkunastu latach wymagają generalnego remontu.

O trwałości jachtów drewnianych decydują głównie zastosowane materiały, dobór konstrukcji i technologii, konserwacja i wentylacja.

Przykładowa orientacyjna minimalna trwałość jachtu, przy prawidłowej konserwacji i wentylacji, w zależności od materiału i konstrukcji:

a. konstrukcje sklejkowe i diagonalne klejone - ok. 50 lat

b. konstrukcje klepkowe i listewkowe (sosna) - ok. 60 lat

c. konstrukcje klepkowe i listewkowe (dąb) - ok. 100 lat

Konserwacja i zabezpieczenie kadłuba.

Tradycyjne metody to olejowanie i pokostowanie. Współczesne jachty budowane w technologii listewkowej lub sklejkowej najlepiej zabezpieczać z zewnątrz pokrywając laminatem epoksydowo-szklanym. Możemy dziś uzyskać laminat o przezroczystości porównywalnej z lakierem bezbarwnym. Zabezpieczenie takie jest trwałe i wymaga obsługi porównywalnej z jachtami laminatowymi.

Do laminowania kadłubów drewnianych nie należy stosować żywic poliestrowych. Taki laminat łatwo ulega odwarstwieniu od kadłuba.

Kadłuby drewniane z poszyciem obustronnie laminowanym. Autor nie stosuje takiego rozwiązania. Trwałość większości gatunków drewna po obustronnym polaminowaniu nie przekracza kilku lat. Wyjątkiem, wg. literatury, ma tu być cedr czerwony.

Wentylacja wnętrza.

Ma kapitalne znaczenie dla żywotności konstrukcji drewnianych oraz trwałości zabudów wnętrza. Jachty przez większość czasu stoją w portach. Zazwyczaj zamknięte. Gdy jest ciepło, wilgotne wnętrze łatwo zagrzybić. W czasie ostatnich lat zyskaliśmy świetne, jeszcze zbyt niedoceniane urządzenie - wetylator solarny. Dla jachtów drewnianych i jachtów z bogatą drewnianą zabudową jest urządzeniem rewolucyjnym. Pracuje przez cały czas. Powietrze we wnętrzu jest świeże, nie ma pleśni.

Kilka solarnych wentylatorów znakomicie poprawi trwałość drewna i lakierów oraz atmosferę w jachcie.

Stal, ze względu na plastyczny charakter odkształceń, daje żeglarzom silne poczucie bezpieczeństwa. Pozwala żeglować wśród lodów. Daje duże szanse przetrwania kolizji. Jacht stalowy łatwo remontować a czas jego eksploatacji zależy niemal wyłącznie od konserwacji i zabezpieczenia przed korozją elektrochemiczną.

Zwykłe stale konstrukcyjne.

Wymagają dobrego zabezpieczenia antykorozyjnego. Najlepszym jest cynkowanie natryskowe a następnie malowanie. Zamiast cynkowania stosuje się również malowanie farbą epoksydową z dużą zawartością pyłu cynkowego. Trwałość takich zabezpieczeń, podkładów, dochodzi do 20 lat. W międzyczasie odnawiamy warstwy nawierzchniowe.

Stale nierdzewne.

Są wielokrotnie bardziej odporne na korozję. Malowane, mogą być materiałem "wiecznym". Większe koszty poniesione podczas budowy zwrócą się dzięki tańszej i niekłopotliwej eksploatacji. Postęp w projektowaniu spawarek zbliżył koszty pracy przy budowie kadłuba ze stali nierdzewnej do takich jak przy kadłubie ze zwykłej stali. Stal nierdzewna relatywnie tanieje. Zdaniem autora opłacalne już jest budowanie jachtów, przynajmniej morskich i oceanicznych, ze stali nierdzewnej. Stal nierdzewna może być właściwsza od innych materiałów do budowy, samodzielnej i na indywidualne zamówienie, jachtów turystycznych od których wymagamy wyjątkowej odporności.

4. Kadłuby aluminiowe (AlMg4,5 AlMg5)

Trwałe, lekkie, drogie. Wymagają unikania korozji elektrochemicznej. Zabezpieczone powłokami malarskimi mogą być równie trwałe jak te ze stali nierdzewnej.

Prawidłowo wykonane z wiekiem stają się mocniejsze, ciągle postępuje wiązanie betonu. Siatkobeton jest jednak tworzywem bardzo specyficznym, wymagającym odpowiedniego projektowania. Korzystne są wypukłości i płynne przejścia powierzchni, brak wąskich płetw i skegów, duże nasycenie burt i dna zbrojeniem wzdłużnym oraz wyjątkowo silne usztywnienie, zwłaszcza większych kadłubów. Skorupę kadłuba należy zabezpieczyć farbami epoksydowymi. Nie znamy dzisiaj granic żywotności takich jachtów. Siatki w betonie nie ulegaja korozji. Wiele jednostek, pomimo 40-50 lat użytkowania, nie sprawia armatorom problemów.

Żagle marszowe wykonane z grubego (ponad 300G/m2) dacronu wytrzymują zazwyczaj ok. 20 lat.

Trwałość silników zależy od ilości motogodzin i warunków pracy. Można jednak zaobserwować, że stacjonarne silniki diesla na jachtach żaglowych są wymieniane po 25-30 letniej eksploatacji.