פלסטיקים עמידים על ידי סיבים (FRPs) הפכו לחומר אבן הפינה בהנדסה ימית מודרנית, פרס על יחס כוח-משקל יוצא דופן שלהם, עמידות קורוזיה טבועה, וגמישות עיצוב.ממנה RP מלאכה תענוג ומבנהי ספינה מסחריים על גבי טורבינות רוח offshore, מניעת עומסי מחזוריים וציידי מכרות ציניים אינטנסיביים יותר, FRPs מציעים יתרונות ביצועים על פני מתכות מסורתיות.

מצבי כישלון משותפים במבנה ה-FRP של Marine FRP

FRPs יכול להיכשל באמצעות מספר מנגנונים נפרדים, לעתים קרובות פועל בשילוב.הטבע המורכב של חומרים אלה - המורכב סיבים חוזרים מוטבעים במריצה פולימרית - כלומר הנזק יכול להתרחש בסיבים, ממטריקס או רמת ממשק, כל אחד עם הסימנים האופייניים שלו.

חיסון

דלמינציה היא ההפרדה של להקות סמוכים בתוך מלטה, המייצג אובדן של יושרה בין-laminar. בסביבות ימיות, דמינציה מתיזום לעתים קרובות בשוליים חופשיים, חתך, או אזורים של ריכוז לחץ גבוה.מים תוקפים באמצעות סדקים משטח או פגמים ג'לקואט מאיץ את התהליך על ידי נפיחות של האגרה וחלשת האג"ח סיביים.

מטריקס Degradation

הממטריקס הפולימרים (פוליסטר , ויניל ester, או epoxy) הוא המרכיב הפגיע ביותר ב FRP ימי FRP. Saltwater מפלסטיק את השרף, צמצום טמפרטורת המעבר של הזכוכית שלה ונכסים מכניים.קרינת אולטרה סגול מהשמש גורמת להתמוטטות של סיבים פוטו-חמצן, המוביל לקרוסלה משטח, צהובה ומיקרו-מחץ.

המונחים: breakage

סיבים (בדרך כלל E-glass, S-glass, פחמן או aramid) לשאת את הרוב של עומסי Tenile.תחת עומס קיצוני או לאחר נזק עייפות צבר, סיבים בודדים מתחילים לשבור.בפלסטיקים מכוס זכוכית, סיבים מתפרקים לעתים קרובות נראה כמו "לבן" או "לחות" בהתנגשות - אינדיקציה גלויה של סיבים מרתיעה ודימום מיידי, בעוד ששברים, עלולים יותר, כאבי גבה, עלולים לסבול מפציעות חמורות יותר, בעוד שבירה מהירה יותר, בעוד שבירה.

קורוזיה של מתכת Embedded

למרות ש-FRPs עצמם אינם קונדה, הם לעתים קרובות משלבים צינורות מתכת, מזרזים או חומרי ליבה כגון קצף או balsa. Galvanic קורוזיה יכול להתרחש כאשר מתכות מתפוררות מלוטשות על ידי מי הים, במיוחד אם FRP לספוג לחות והופך מעט מוליכים.

המונחים: growth factors Drive Degradation

כישלונות FRP של הנחתים נובעים לעתים רחוקות מגורם יחיד.במקום זאת, מתחים סביבתיים עובדים סינרגיים כדי להפחית את התכונות החומריות לאורך זמן.

סולטווטר Absorption ו- Osmosis

פולימר מזחלות סופג מים באמצעות דיפוזיה, עם חזרות פוליסטר רגישים במיוחד. לונג-טווח סיבולת מוביל לנפיחות, הפלסטיקה, וירידה בכוח ומודולוס.בבמונים ג'לקו, בשקיקה אוסמוטית היא בעיה ידועה: מינים של מים שנותרו בבלוטות במהלך ייצור מים דרך ג'לקואט על ידי osmosis, אשר מייצרת ספוגים נמוכים מספיק כדי להפחית את הוירוסים.

אולטרה סגול (UV) קרינה

מעל מים חלקים של מבנים FRP ימי נחשפים לרמות גבוהות של אור UV.המטריקס פולימר סופג אנרגיה UV, שובר אג"ח כימי ולגרום שחיקה פני השטח. שכבה דקה - בדרך כלל 50-100 מיקרומטרים - מושפע, אבל המיקרו-קracks וכתוצאה מכך משמשים אתרי חניכה עבור לחות חדירה וסדקים.ג'לקואטים מגונטיביים ו-UVstable העליון הם חיוניים, אבל הם דורשים עצמם מ תחזוקה תקופתית.

אופניים חמים וקפאה -Thaw

באקלים קר יותר או במהלך תנודות טמפרטורה בין יום ללילה, העיוות בקורטיזציות תרמיות בין סיבים למטריקס יוצר לחצים פנימיים.תרכובות המבוססות על אפיקסי פחות נוטה לאפקט זה מאשר פוליסטרים, אבל כל FRPs יכול לפתח מיקרו-קracks לאחר מחזורים תרמיים רבים. Freeze-thaw, שבו מים לכודים בחללים או blisters קפואים, יכול להרחיב נזקים פנימיים משמעותיים.

התקפה כימית וכימיקלית

אורגניזמים ימיים כגון barnacles, אצות, ו mollusks מייחסים משטחים, הגדלת גרר ומשקל. בעוד ביו-fouling בעיקר משפיע על הביצועים ולא על שלמות מבנית, תוצרי לוואי חומציים של כמה אורגניזמים יכולים לתקוף את המרחץ. Antifouling צבעים להציג חשיפה כימית אחרת; חלקם מכילים biocides או פותרים שיכולים לרכך או לרכך אם לא ניתן לנסח כראוי עבור מסגסוגת ספציפית.

מתח מכני ומבנה

בנוסף להתקפה סביבתית, FRPs ימיים חייבים לעמוד בעומסים מכניים תובעניים החלים במשך שנים של שירות.

עייפות מהגל

ספינה או מבנה offshore חוויות עשרות מיליוני מחזורי עומס מפעולת גל. FRP יש ביצועים טובים עייפות מתח, אבל דחיסה ועייפות היא קריטית יותר. חזור על הכפייה של פאנל של hull יכול לגרום סדקים ממטריקס כי פחם לתוך delaminations. הסף עבור עייפות הוא לעתים קרובות מתחת לעוצמה סטטית, ולכן עיצובים חייב לקחת בחשבון עבור מגבלות סיבולת.

השפעה ומוחש

התנגשויות עם עגינה, פסולת או אירועים מעומקים יכולים לגרום נזק השפעה.בניגוד למתכות, FRPs עשויים להראות נזק משטח גלוי מעט בזמן הריסות פנימיות ושברי סיבים התרחשו - מצב המכונה "נזק גלוי לעין" (BVID) נזק נסתר זה יכול לגדול תחת טעינה מאוחרת, המוביל לכישלון בלתי צפוי.

ריכוזים ועיצוב פלאס

פינות שארפ, שינויים פתאומיים בעובי, מפרקים מעוצבים בצורה גרועה, והפסקת גיאומטריים יוצרים עלייה בלחץ.אם רצף הערימה של הערימה של הערימה לא מותאם, מתחים חמורים של laminar יכולים להתפתח במקומות אלה.השימוש בחומרים ליבה (למשל, קצף או balsa בלוחות) מציג פוטנציאל לכישלונות ליבה או לדה-פנים אם העור הוא אג"ח דק מדי או אג"ח לא מספק.

שיטות ניתוח כשל

כאשר רכיב FRP נכשל בשירות או חשוד בהשפלה, נדרשת חקירה שיטתית של מהנדסים המעסיקים חבילת טכניקות משלימים לאפיין את הנזק.

בדיקה אחרונה ב-Dye Penetrant

הצעד הראשון הוא בדיקה חזותית יסודית, לעתים קרובות בסיוע על ידי אור בהיר וזכוכית מגדלת. סדקים, blisters, דלמנטים, וסיבים לבנים מציינים. Dye Penetrant בדיקות באמצעות צבעי פלורסנט מדגישים סדקים צרים ונפיחות כי הם בלתי נראים לעין העירומה. שיטה זו זולה זו משמשת נרחב עבור בדיקות שירות.

מיקרוסקופיה (Optical & Scanning Electron)

חלוקת האזור הכושל ובדיקה של חתך מלוטש תחת מיקרוסקופ אופטי מגלה נזק שכבתי-על-ידי-שכבות: נוכחות והיקף של laminations, סדק ו ⁇ s.SEM סורק אלקטרוני microscopy (SEM) מספק הגדלת הגדלה ויכול להבחין בין מצבי שבר סיבי (bri vs. Hackle Patterns), מיקרו-racking, ו-facial depers.

בדיקה לא הרסנית (NDT)

(ב) כמה שיטות NDT מותאמות לרכיבים ימיים:0Ultrasonic TestingveFLT:1 (כפיל-echo או באמצעות transmission) מזהה מומים פנימיים, רִיק, מים ingress by Measured Sculating Wave Reflects: 2 ThermographyFLT 3 (active orפאסיבי) משתמש במצלמות אינפרא אדום כדי לחשוף את הפגמים של דלקת ריאות (Ficus) לבדיקות דלקת ריאות (Ricerfofers) של דלקת ריאות).

בדיקות מכניות ותיקון נכסים

כדי לכמת את מידת ההשפלה, דגימות לחתוך מהמבנה הכושל (או מ קופונים שנחשפו במקביל) לעבור בדיקות מכניות.בדיקות Flexural (ISO 14125, ASTM D790) נפוצים כי הם לערבב, מתח, ו מדגישים, חושף את הבריאות הכוללת המורכבת מבדיקות קצבי ה-ISO 527, ASTM D3039) מודדים את המודולים והפחתת החוזק של אינטרלאמאיר (ILRMIar) לבדיקות למניעת הריון (MADcuation) ישירות לטמפרטורה של DDR (MA) או DDR) ב-DAR) ב-DAR) של שינוי תגובה לאפקטים של שינוי תגובה לטמפרטורה של D73.

אסטרטגיות מונעות ועיצוב הטוב ביותר

התייחסות מנגנוני כישלונות לפני שהם מתרחשים היא הרבה יותר יעילה מאשר תיקונים לאחר תיקון.אסטרטגיות הבאות משלבות שיעורים של ניסיון מורכב ימי.

בחירה חומרית

(ה) בחרו ברשומות של מסלול ימי מוכח (FLT:0EpigoxyFLT:1) מציע עמידות למים מעולה, יציבות UV וביצועים מכניים, אך הוא יקר יותר ודורש טיפול זהיר.FLT:2Vinyl esterphFLT 3: פוגע איזון בין עלות ונכס, במיוחד בהתנגדות שלפוחית השתן.

מאחזים ומכשולים

ג'לקט יישומי היטב נשאר קו ההגנה הראשון של משטחים חיצוניים. Isophthalic או vinyl ester ג'לקטים מתנגדים למים ו-UV טוב יותר מאשר סוגים אורתולופיליים. מתחת לקו המים, epoxy מבוסס מעמודי מחסום וצבעים נגד מיפוי עוד הגנה מפני לחות ו biofouling. Care חייב להיות נלקח כדי להבטיח תאימות בין שכבות לציפוי של מערכת עצמה.

אופטימיזציה

השתמש ברדיונים נדיבים בפינות כדי להפחית ריכוזי מתח. להימנע שינויים פתאומיים עובי מלוטש - מצמרר או צלקות מפרקים מועדפים. במבנים כריכים, להבטיח עובי הולם לשאת עומסים מקומיים ולסלק חומרי ליבה עם מספיק כוח Shear. חיי עייפות יכולים להיות משופרים על ידי הימנעות 0 / 90 מעלות צלזיוס כדי למנוע נטיות מרובות עקיפות (45 °, 090 / ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±

תחזוקה וגילוי מוקדם

בדיקות רגילות הן חיוניות.תקופות של ייבוש-דוקקינג צריכות לכלול בדיקות (הסתר) כדי לזהות דיספוניות, ממטר לחות כדי לבדוק מים ingress, ובדיקה זהירה של התאמות וחדירה. סדקים ג'לקט קטן צריך להיות מתוקן מיד כדי למנוע מים באגרסיביות.עבור מבנים גדולים יותר, סקרי NDT תקופתיים (למשל, סריקת אודיו של אזורים חשודים) לספק מעקב כמותי.

מחקרים ותובנות תעשייתיות

כישלונות בעולם האמיתי מדגישים את החשיבות של העקרונות לעיל. בשנות ה-90, צי של סירות סיור קטנות המבוססות על פוליסטר הראה כיץ osmotic נרחב בתוך שנתיים של שירות, הדורש הסרת ג'לקט יקר תחליף ציפוי. Switching כדי ויניל ster resin semi sto-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-

בסביבה הקרובה של Marine FRP Reliability

(המחקר המתמשך נועד להפוך את התרכובות הימיות אפילו יותר עמידים.(FLT:0) Nanocomposite matricesuaFLT:1 שילוב של תחמוצת גרפן או ננוקלי מראה מופחתת ספיגה מים והתנגדות UV משופרת.FLT:2Self-healing חומרים פיילוטFLT:3 המכילה microcapsules של סוכן הריפוי יכול לתקן באופן אוטומטי סדקים קטנים כאשר הם משחררים חומרים אלה של חומרים חיישנים חיישנים מחסנים-FLT5 (FLT)

הדרך למבנים ימיים מפלסטיקיים ארוכי טווח היא ברורה: להבין את מנגנוני הכישלון, ליישם עיצוב קפדני ובחירת חומרים, לבדוק בשקיקה, ולחבק פיקוח וחומרים מתעוררים.על ידי כך, מהנדסים יכולים לפתוח את מלוא הפוטנציאל של FRP באחד מהסביבות התובעניות ביותר על פני כדור הארץ.

(ב) ויקרא (ב) ויקרא:2 (ב) ויקרא:2 (ב) ויקרא: ויקרא ויקרא: ויקרא ויקרא יט): ויקרא ויקרא ויקרא יט: ויקרא יט): ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא יט"ד ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא יט"ד' יט"ד' , יט, ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא יט"ד' יט, יט, ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא יט"ד' ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא ויקרא יט,