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Schichtentrennung!

Osmose ist wohl der häufigste GFK - Schaden, allerdings gut reparierbar, wenn auch für teures Geld.
Es gibt aber noch andere Schäden, die wesentlich schwieriger zu reparieren sind und bei denen die Kosten häufig den Wert des Schiffes übersteigen. Die meisten Skipper ignorieren aber andere GFK-spezifische Probleme wie Schichtentrennung, sternförmige Risse, Strukturversagen, Gelcoat-Schäden (wie "Nadelstiche" und Runzeln). All dies sind Formen eines komplexen Schadensbildes: Eine reine Inspektion der Gel-Schicht ist nicht ausreichend, um den Zustand des Laminats festzustellen.
Einer der gefährlichsten Fehler in GFK Materialien ist die Schichtentrennung, wenn zwei Lagen von Glasgewebe sich wieder voneinander lösen: Das erste Anzeichen ist zunehmende Elastizität des Laminats (leicht mit der Hand zu fühlen) an der betroffenen Fläche, ein Schaden, der sich gewöhnlich nahe der Oberfläche ausbreitet so daß Rumpf oder Deck "weich" werden. Wenn wir über Deck gehen und eine deutlich abnormale Biegung der Oberfläche feststellen, ist es sehr wahrscheinlich, daß eine Schichtentrennung vom Schaumkern oder der Unterstruktur vorliegt.

Es gibt 4 wichtige Schadensbilder:


  • Ablösung des Kernmaterials von der Deckschicht in Sandwich-Strukturen
  • Schichtentrennung in kompakten Laminaten (Rumpfschale)
  • Ablösung der Aussteifungen von der Rumpfschale oder Ablösen von Decksbeschlägen
  • Ablösung des Teakdecks von der GFK-Unterstruktur

Schichtentrennung am Rumpf

Schichtentrennung in Sandwich-Strukturen


Diese Strukturen werden im Bootsbau immer häufiger verwendet und bestehen aus zwei GFK-Schalen die einen Balsaholz oder Schaumkern einschließen.Die Außenschale ist in der Regel dicker als die Innenschale. Das Kernmaterial ist nicht im gesamten Rumpf vorhanden, an besonders beanspruchten Stellen wird normales Laminat eingesetzt, das höhere Festigkeit aufweist.(Motoraufhängung,Decksbeschläge,Mastlager, Wantenbefestigungen etc.) Unter dem Einfluß konzentrieter Belastungen , wie z.B. an Verschraubungen, kann sogar dieses Material versagen. Eine Trennung der Schalen vom Kern tritt ein bei Überlastung der Schiffsstruktur. (Torsion, Scherung, Kollisionen oder an unfachmännisch angebrachten Bohrungen.) Eine zu geringe Harztränkung der Glasmatten bei der Herstellung kann ebenfalls Ursache sein.
Wenn Sandwich - Schichtentrennung auftritt, wird die abgetrennte Schicht "weich", sogar schon bei geringem Druck. Schichtentrennung die unteren Rumpfteile ebenfalls befallen. Mikro-Risse können durch allmählichen Verlust der mechanischen Festigkeit entstehen. Die Risse können kleine Leckagen verursachen oder,was noch schlimmer ist, Bilgenwasser, (gewöhnlich schmierig und ölig) in das Laminat eindringen lassen, wo es sich dank der Durchlässigkeit von GFK ausbreitet.
Schichtentrennung kann durch außergewöhnliche Belastungen ausgelöst werden: Besondere Sorgfalt ist nötig, wenn das Schiff zur winterlichen Überholung aus dem Wasser gehievt wird: Asymmetrische Belastung der Schlupps oder zu geringe Auflagerflächen können dem Laminat ernste und oft dauerhafte Schäden zufügen. Diese Schäden und die daraus resultierende Schichtentrennung verursachen, wie gesagt, einen Verlust der mechanischen Festigkeit des Rumpfes. Weil Schichtentrennung sich mit der Zeit ausbreitet, und verantwortlich ist für Stukturschwächen, die in Rissbildung am Laminat enden, muß sofort repariert werden, gleich ob Schichtentrennung am Rumpf oder an Deckstrukturen auftritt.
Gerade das Deck ist durch angreifende Kräfte von außen hoch belastet und nicht immer gut ausgesteift. Weil die Gesamtfestigkeit des Schiffes mit der Festigkeit des Decks verbunden ist, darf man Schichtentrennung hier nicht fortschreiten lassen.
Bei delaminierenden Strukturen ist die einfachste Reparaturmethode das Bohren kleiner Löcher in den Schadenzonen und anschließendes Einpressen von Epoxiharz. Wenn das nicht mehr hilft, muß die gesamte Sandwich-Struktur neu aufgebaut werden. In diesem Fall muß die innere Schale ausreichend ausgesteift werden damit die Außenschale und das Kernmaterial ersetzt werden können. Danach kann man darangehen und die Innenschale ersetzen. Für gewöhnlich unterläßt man diese aufwändige Methode und verkauft das Schiff....

Wenn wir am Rumpf Schichtentrennung bemerken, ist zunächst eine gründliche Trocknung der betreffenden Bereiche nötig. Diese Operation ist nicht einfach und das Ergebnis ist nicht garantiert. Bei Erfolg werden die sich trennenden Teile wieder verklebt. In extremen Fällen, muß die Sandwich-Struktur wie oben beschrieben, neu aufgebaut werden. Bei nur kleinen betroffenen Oberflächen empfehlen wir die Vakuum-Technik zur bestmöglichen Verklebung des Laminats. Bei größeren Flächen muß das Epoxi-Harz längere Zeit aushärten und von höherer Festigkeit sein. Bei der Vakuum-Technik nutzt man den atmosphärischen Druck zum Zusammenpressen der delaminierten Schichten. Eine besondere Dichtungsfolie wird dazu auf die vorher mit Epoxi verpressten Schadstellen von außen aufgeklebt und mit einer Vakuumpumpe die Luft unter derDichtfolie herausgesaugt. auf diese Weise wird das Laminat von beiden Seiten durch den äußeren Luftdruck zusammengepresst. Sobald das frische Epoxiharz ausgehärtet ist, kann die Dichtfolie wieder entfernt und das Finish auf die Oberfläche aufgebracht werden .

Schichtentrennung in massiven GFK-Schalen ohne Kern:


Die meisten modernen Yachtrümpfe bestehenaus massiven GFK-Schalen. Aber auch hier kann Schichtentrennung auftreten. Hauptgründe für den Schaden:
  • punktartige Lasten, die beim Transport oder Kranen des Schiffes auftreten.
  • schlechte Werkstattbedingungen beim Laminieren, wie feuchte und staubige Luft in der Werkhalle
  • zu wenig Harztränkung des Laminats
  • ungeeignete Harzmischung.

Zu geringe Harztränkung tritt leicht bei der Verarbeitung schwerer Glasgewebe (über 1000 gr./m2) auf, die sich nur schwer volltändig mit Harz tränken lassen; in diesem Fall kann man das Laminat leicht mit einem Messer auftrennen wobei trockene Glasmattenteile sichtbar werden. Das kann ebenso bei Kevlar-Laminaten passieren. Die Abtrennung der ersten Glasmattenschicht von Restlaminat ist ein besonderer Fall von Schichtentrennung der auftritt wenn das Gel-Coat zu dick ist. Schichtentrennung ist hier leicht an weißlichen Verfärbungen der Oberfläche zu erkennen, wobei die Glasmatten leicht voneinander lösbar sind. Schichtentrennung bei Massivschalen wird ähnlich repariert wie bei den Sandwich-Strukturen beschrieben. Dieser Schaden an Massivschalen kommt leider recht häufig vor, aber eine Reparatur muß nur bei größeren betroffenen Flächen sofort durchgeführt werden. Wenn der Schichtentrennungsprozess nur kleine Flächen betrifft (wenige Quadratzentimeter) brauchen Sie sich noch keine Sorgen zu machen.

Trennung von Struktur und Beschlagteilen


Viele Beschlagteile wie Klampen oder Winschen übertragen gewaltige Kräfte auf die Bootsstruktur. Wegen des Riggs sind natürlich Segelschiffe mehr von Schäden dieser Art betrofffen als Motorboote. Bei manchen Schiffen sind die Beschläge nur in die Oberflächenschicht einlaminiert. Hier kann es zur Ablösung der Ankerplatten kommen wobei der Beschlag im Extremfall völlig herausbrechen kann. Bei durchgebolzten Ankerplatten komt das nicht vor, aber auch hier kann Schichtentrennung im Randbereich der Verankerung auftreten. Auf Motorschiffen kann sich die Motoraufhängung durch Vibration allmählich ablösen, was zu Verschiebungen zwischen Motor und Welle führt. Umwuchten und Lagerschäden folgen. Was oft noch schlimmer ist: Die Wellendurchführungen am Unterwasserschiff delaminieren. Da hier immer öliges Bilgenwasser steht, das prompt in das Laminat einsickert, sind Reparaturen durch Nachverkleben fast unmöglich.
Beide genannten Arten von Laminatschäden sind in der Reparatur sehr teuer, da meist die halbe Inneneinrichtung bzw. der komplette Antrieb für die Reparatur aus- und wieder eingebaut werden muß.

Teakdeckablösung


Auf Teak-beplankten GFK-Decks können Delaminierungen nur mit Hilfe des Gehörs und eines kleinen Hammers entdeckt werden. (Wo es hohl klingt, ist eine Verdachtsstelle). Diese einfache Methode erfordert allerdings eine Menge Erfahrung und sollte nicht ohne Nachprüfung durch einen GFK-Spezialisten erfolgen. Fehldiagnosen werden sehr teuer...
Zunächst müssen alle Verdachtsstellen markiert werden, um zu sehen, ob der Fehler ggf. systematisch auftritt. (d.h.bei manchen Teak-Planken löst sich die Verklebung immer in ähnlichen Bereichen). Dann wird der Techniker feststellen, um welche Art von Schichtentrennung es sich handelt.: es kann eine einfache Ablösung des Teak-Belags sein, aber auch eine viel schwerwiegendere Trennung der tieferliegenden GFK-Schichten. Der Reparaturpreis ist in beiden Fällen höchst verschieden. Wie Sie sich leicht vorstellen können, ist das Neuverkleben einzelner Planken nichts gegen das komplette Entfernen des Teakbelages und anschließenden Neuaufbau des Decks.
Wir sehen also, daß Schichtentrennung nicht auf den ersten Blick zu erkennen ist sondern nur durch fachmännische Inspektion des gesamten Schiffes festgestellt werden kann.

Nehmen Sie diese Kontrolle nicht auf die leichte Schulter! Delamination ist nicht nur sehr teuer in der Reparatur, sondern auch ein erhebliches Sicherheitsrisiko.

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