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[转帖] 一艘玻璃钢帆船的龙骨维修【机翻】

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发表于 2020-5-9 13:56 | 显示全部楼层 |阅读模式

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我在pbo杂志上看到这篇文章,感觉非常好,分享给大家。GOOGLE机翻的内容可能有一点磕磕巴巴,不过对于懂一点技术的人来说阅读起来不会有什么障碍。有些重点地方我会单独注释。
原文发布在:
https://www.pbo.co.uk/expert-advice/keelbolt-surgery-26444


龙骨外科

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敲几下后,游艇的龙骨可能会有点松动,但这只是个开始,正如四方船东发现的那样。如果他们想再次与她比赛,就必须进行认真的手术。艾莉森·潘斯(Alison Panes)找出其中涉及的内容
heading_4505-600x400.jpg

失去龙骨是每个船东的噩梦。一分钟你是一艘游艇,下一分钟你是一条小艇,如果你没有在铁轨上承受重担,那你将要倾覆。的确,失去龙骨是非常罕见的(尽管在VendéeGlobe或最近包租游艇的人中广为流传),但为了检查龙骨需要花费一个小时,这真的是一场赌博吗?值得吗?
一个冬天的下午,詹姆斯和希瑟·布莱克本决定检查他们的四分之一音四重奏的龙骨。她通常会在沙洲和浮标上进行赛船比赛,因此他们想检查是否有长期损坏。
当詹姆斯去拧紧螺栓时,他发现螺纹上有一些纺丝,船体的底部也有一些裂缝。警钟响起,他让莱瑟姆在普尔的船厂看了一眼。
巴里·索萨姆(Barry Southam)和安迪·韦尔奇(Andy Welch)被指派修理四重奏的任务。他们检查了船体的裂缝,但与任何伤亡人员一样,他们只能从症状中推测出疾病。它只有一件事–龙骨必须脱落。当安迪和巴里为手术做准备时,詹姆斯和希瑟喘着气站着待命,等待诊断。
症状
四重奏有一个玻璃钢船体和一个铸铁鳍龙骨,该船体通过法兰安装的螺栓连接到船体。第一步是去除龙骨。
1.龙骨
巴里发现螺栓太容易拆卸了。他说,它们太短了。过去很可能有人替换了它们,只是在磨掉它们之前将它们拧紧到旧的Sikaflex上。穿过船体的螺栓孔也太大。他们已经塞满了太稀,潮湿和腐烂的填充棉,垫圈被拖入孔中并变形了。
2.机舱底
在船内,巴里担心龙骨翼缘前后端附近船体的分层和颠簸以及螺栓孔周围的锈斑。铁锈表明进水,分层表明龙骨受到了撞击,前端被拉低,后端被推入船体。
3.龙骨
用耙子除去Sikaflex密封胶后,Andy可以检查法兰与船体的连接。正如他所预期的那样,法兰的前端已从船体上掉落,这表明龙骨撞到了水下障碍物,甚至根本就没有合适地安装过。根据Barry的说法,他曾经在1970年代末和1980年代后期在四分之一碳粉上工作,不合身的龙骨很常见。有时船体设计略有变化,但龙骨仍是原型车。
造船业处于顶峰;他们的订单太多了,我们只好把它们推开,”他说。“如果龙骨不合适并且承受了压力,他们只会说“很好使它变得合适”,您就会遇到很多填充物!四分之一碳粉是为比赛而建造的(因此,大部分投资是在钻机和船体形状上)。没有人预料到25年后他们仍会参加比赛。
龙骨法兰的一个角缺失,还有半个螺栓孔,这意味着16个螺栓中只有15个就位。
4.船体
赛车时,James不管坚持多少撑杆,都从未设法取得紧凑的森林状态,并且想知道船体是否在弯曲。
通过推压船体的底部,巴里证实了这一点,并根据龙骨的长度判断出船体的厚度仅为7毫米-理想情况下应至少是其两倍。他建议用额外的玻璃纤维层加固船体,因为与龙骨相遇的区域必须非常结实。
探索性手术
3933.jpg
花了20分钟才使龙骨脱掉

巴里怀疑螺栓孔中有水进入。为了确认这一点,他需要去除龙骨。
取下龙骨螺栓后,将四重奏微微吊起,使龙骨由Sikaflex悬挂在船体上。巴里(Barry)和安迪(Andy)用钢锯和凿子攻击,在龙骨和船体之间打入楔子。Sikaflex非常坚韧,最后解脱龙骨需要20分钟。
船体被吊起,龙骨留在拖车上。有趣的是,船向后倾斜,显示出未压载船体的重量分布在哪里。
诊断
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1:Andy从龙骨顶部卸下Sikaflex。白色的Sikaflex应该在整个法兰上,而不仅仅是在中间。由于进水,它从边缘腐烂了。法兰已经生锈了一段时间。前六个螺栓孔充满水


3960.jpg
2:查看两个螺栓在船体厚度上的差异(均与法兰底部平齐)。船体肯定需要加厚


3962.jpg
3:在船体的底部可以看到真正的损坏,螺栓孔周围明显有裂纹。锈再次由进水引起


4324.jpg
4:这不是坏消息!除一根外,所有螺栓孔螺纹均完好无损。龙骨被送到专家处更换螺纹(螺旋状)并在断角附近钻一个新孔

维修:步骤1
准备船体和龙骨
船体支撑在支柱上,以使其恢复正确的形状。由于舱底区域不够僵硬,它已经在龙骨下陷了。
4336.jpg
1:Barry制作了龙骨弯曲的木制模板,因此他知道船体是容纳龙骨的正确形状


4379.jpg
2:然后用角向磨光机清洁并弄平船体的底面


IMG_4325-copy.jpg
3:同时,龙骨已清洗,旋涂和上漆。Barry已决定用20mm的螺柱代替螺栓。他说:“这些更好,因为您将螺母拧紧在螺母上,而不是将螺栓向下拧入龙骨。” 每个螺柱都有一个坚固的洗板机,以帮助分散负载


IMG_4330-copy.jpg
4:Andy从鞋底除去胶合板加劲肋并清除铁锈。黑色标记是水进入的地方。他用切碎的毡垫(CSM)和树脂(参见步骤2)在螺栓孔中戴眼镜,然后将修补剂晾干几天

维修:步骤2
加固船体


✕





为了使用玻璃纤维加固船体,Barry选择了粗织粗纱和CSM的组合。粗纺粗纱比CSM粗,编织成90°层,因此前后施加力,这是船体需要强度的地方。CSM的纤维是随机放置的,可在所有方向提供强度,并铺在粗糙的垫子之间,以切掉任何空隙。
Barry用龙骨模板检查船体形状是否正确,然后将垫子切成条状,准备开始铺设玻璃纤维。
IMG_4363-Roving-300x200.jpg
粗纺粗纱

IMG_4362-CSM-300x200.jpg
短切毡(CSM)

他使用泡沫辊将大量的聚酯树脂施加到鞋底,然后将垫子放在顶部,施加更多的树脂,然后使用固结辊将树脂向下推入垫子并压出空气。巴里说:“这是一件乏味的工作。” ”“但是你需要做得好,否则会产生气泡,而垫子将无法粘结。如果做得好,应该透明干燥。”
当Barry到达船体的前端时,他发现玻璃纤维已经放在舱底漆上。'您永远不应该那样做,因为玻璃纤维不能正确粘合。他说:“每一层都应该与下面的一层粘合在一起,否则很容易折断。” 磨掉旧油漆后,Barry继续铺设垫子。他总共使用了15层玻璃纤维。


4438.jpg

1:Barry用流涂完成GRP,流涂是用蜡溶液进行的凝胶涂以确保其固化。他慢慢地给GRP涂漆,一次覆盖一条宽条

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2:当Barry完成内部装饰时,Andy用五层Gel Shield环氧底漆覆盖了船体的底部,以提供额外的防水效果

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3:使用他从法兰制成的模板安迪重新钻出龙骨孔



修理:步骤3:将
她缝在一起
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1:龙骨的顶部已涂漆,以防止在分离后的几天内生锈。现在,安迪需要在重新连接之前先将油漆打磨掉-这也为Sikaflex粘接提供了关键


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2:Andy在Sikaflex底漆中涂上龙骨凹槽,然后晾干一个小时

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3:确保龙骨和船体干燥且无灰尘后,安迪用枪将大量的Sikaflex涂上。”它应该渗出各地。如果没有,则可能表明存在漏洞。干燥后的第二天,多余的Sikaflex可以修剪掉,然后用Sika清洁剂或白酒精清洁

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4:使用吊索上的链条Andy和他的同事Paul将船重新排列在龙骨上方,然后小心地将其降低到位

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5:随着鞋钉从船体内部突出,安迪将Sikaflex应用于鞋钉孔周围,以防止舱底水渗入船上。然后,他插入板,垫圈和螺母,一次拧紧每个螺母

术后护理
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詹姆斯修理龙骨

这项工作仅在赛车季节开始前两个星期完成。龙骨涂料中有碎屑,滑索的张力导致拐角剥落,但为了节省人工成本,James决定自己完成。他在芯片上填充,抛光和油漆以防止腐蚀。
寻找什么
开裂
将致密的龙骨连接到较轻的玻璃纤维上,一些表面开裂是正常的。但是,大的裂缝需要进一步调查,真正的危险信号是船体内部的裂缝。
锈蚀
龙骨的锈蚀可能是由于油漆脱落造成的。您可以简单地填充并弄平然后涂上防水涂料。但是,龙骨连接处和船体内部的锈蚀需要进一步检查。
分层
如果胶衣在基质或舱底中起泡或颠簸,则表明有水进入。
松动
的龙骨用扳手检查龙骨的松紧度。如果它们松开得太容易,则可能需要更换。每年都要绘制一个不同的螺栓并进行冬季维护检查,这是一个好主意。
是什么原因导致龙骨损坏?
■龙骨撞到了障碍物
■水从大的螺栓孔进入
■螺栓太短,因此无法牢固地固定到船体
■没有足够的Sikaflex / Sikaflex密封胶烂掉
四方历史
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四重奏今天仍在激烈竞争

我们首先在PBO 459中介绍了四重奏,并呼吁以前的所有者进行联系。令我们惊讶的是,第一个所有者是Alex Bell,他曾在PBO测试团队中多次登上该杂志。亚历克斯(Alex)的朋友保罗·马歇尔(Paul Marshall)–造船厂–在利明顿(Lymington)购买了四方铸模,并带到洛克希思(Loss Heath)的切斯曼船上,在那里建造了它。
尽管在此之前已经建造了一些四重奏,但Alex认为这是第一个专业完成的。许多以住宅建设项目的形式出售,有的卖给了挪威,瑞士和希腊。
四方船是1978年南安普敦船展上的演示船,第二年又在阿姆斯特丹船展上亮相。亚历克斯说:“她很漂亮,是秀场上最聪明的船。”
保罗·马歇尔(Paul Marshall)随后将自己的四方股份卖给了保罗·布什(Paul Bush),他是PBO测试团队的另一名成员。多年以来,Alex和Paul一直在Solent和整个Channel中与她比赛。亚历克斯甚至还记得他们把龙骨凸缘的角撞掉的时候。
他说:“那是怀特岛附近的黑岩”。“那是夜间,当我向前安装导航灯时,我把头盔交给了我的兄弟-冲击把整个船都撞倒了!”
他回忆起其他令人心动的时刻,例如瓷制贯穿船体的头部松开,他们不得不用挡泥板塞住孔。亚历克斯说:“当我们告诉设计师大卫·托马斯(David Thomas)时,他感到非常恐惧。
“我们从她身上得到了很好的利用-我们在恶劣的天气下比赛了她,并打了11节。对于她这样大小的船,她的表现非常出色。那真是有趣的时刻!


Alex记得Quartet在Netley停泊并搁浅后被替换的龙骨,尽管他认为从那时起也可能再次被替换。
阿历克斯(Alex)和保罗(Paul)最终卖掉了四重奏(Quartet),买了一艘更大的船,这样一来,与家人一起游船会更舒适。



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 楼主| 发表于 2020-5-9 14:38 | 显示全部楼层
本帖最后由 begun 于 2020-5-13 10:46 编辑

这艘船的龙骨结构设计可谓良心设计。螺丝的左右间距非常大,比龙骨剖面宽度还要宽。这样可以显著降低侧倾时龙骨作用在船壳上的弯矩,大倾角下螺丝受力会比较低。这也是为啥在船壳非常薄的时候还没坏的原因之一。
dPAgV8d.png (这个图并不是上面那个龙骨的3D绘制,而是另外一个构造相似的设计图)

这样设计的龙骨结构良好,结构连贯过渡自然(甚至阻力都会小点)。和船壳接触的面积大而宽阔。当然,这样造价会高一些。

当然那艘维修的船的龙骨材料不是很好,它是铸铁的(应该是生铁的),很脆。这也解释了为啥它被撞击后是崩了一块而不是像正常的钢板那样弯曲变形。

维修师傅觉得这个连接龙骨的船壳部分太薄,随后把这部分加厚了一倍。这个可能是原设计中并没有关注应力集中问题。当然由于这个龙骨连接板非常宽阔而且螺丝间距很大,导致应力集中并不明显。但在应力集中区域加厚,这是妥当的做法。

现在有很多船,按某人的说法是“在展览会上看得见的壳子上搞得光彩照人,在看不见的地方敷衍了事”。。
我们对比下:
OEM_2.jpg Production_Our_Company_01.jpg

看出什么差别来没? 这些螺栓的左右间距都很靠近,至少是明显比龙骨剖面要更小的。其实这还算好的。。。还有更糟糕的情况,发生在一些牌子非常大的船上。。
2016-03-15_16-41-05-620x350.jpg
从这艘已经发生龙骨脱落的船上可以看到,这船的龙骨实际是靠单排螺栓吊装的。船正常航行是没啥问题,但大倾角下,这些个螺栓就变成受强力弯折了。一方面螺栓本身容易拗断,另外一方面,也有可能的是螺栓没拗断但连接的玻璃钢船壳因为应力高度集中被高强度的螺栓给撬破了(就这艘船上看并没发现被撬破的痕迹,这个可能是螺栓自己断裂了之类的情况,这种断裂也许是因为腐蚀造成的)。


unnamed (1).jpg
这是另外一个设计图,试图把螺栓布置在最外侧,这样可以显著降低螺栓的受弯。不过这个设计我感觉实际制造有问题。因为螺栓太靠近边缘了制造上有困难。还是那种顶部有一块单独的连接板的更容易实现。



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发表于 2020-5-25 02:02 来自手机 | 显示全部楼层
知道为啥在国外大家都自己修船吗
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发表于 2020-5-25 22:18 | 显示全部楼层
要是我就会在整个船底衬上一层不锈钢板,再把钢板下船底一起加固
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发表于 2020-6-2 02:31 来自手机 | 显示全部楼层
很实用的文章
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发表于 2020-6-3 17:37 | 显示全部楼层
真厉害。。。自己修。
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发表于 2020-6-4 23:20 | 显示全部楼层
动手能力真强
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