TIFF nr 1 / 2024 6 Visbyskrovet är uppbyggt av sandwichmaterial som är en skiktad kombination av kolfiberkomposit och cellplast, en slags PVC-skum. Kolfiberkompositen utgör sandwichmaterialets skal eller ytterlaminat och cellplasten utgör materialets kärna. Kolfiber är ett armeringsmaterial som består av tunna dragna trådar av kol, vävda eller tvinnade till mattor eller vävar. Kolfiberkompositer är exklusiva material som karakteriseras av mycket hög styvhet, hög hållfasthet och låg vikt. Vid samma massa har kolfiber ungefär fyra gånger så stor hållfasthet som stål. Skrov till korvett typ Visby Fartygen i Visbyklassen är drygt 72 meter långa, 10 meter breda, 19 meter höga och har ett djupgående på över 2 meter. Skrovet väger i grova drag 150 ton och kolfiberkompositen utgörs av cirka 50 ton kolfibrer och 40 ton av vinylesterplast. Skrovet består av cirka 40 ton cellplast och det finns cirka 20 ton spackel som fungerar som ett slags lim för att hålla samman strukturdelar. Ytterlaminat av kolfiberkompositer bidrar till att minska den magnetiska signaturen och reducerar värmeutstrålningen. En annan fördel med att skrovet är uppbyggt av sandwichmaterial med kolfiberkomposit är att materialet bidrar till hög styrka i förhållande till vikt samt en hög tålighet i korrosiva miljöer. Den första Visbykorvetten sjösattes 2000 och 2008 levererades de två första fartygen till marinen. Totalt byggdes fem fartyg av Visbyklassen. Deras operativa uppgifter är ytstrid, ubåtsjakt, eskortering och luftförsvar. Denna artikel syftar till att redovisa studier på hur Visby-skrov åldras. Nedan text utgör resultat från tre olika delstudier: 1. Prov baserat på samma material som ingår i skrovlaminatet i Kv typ Visby tillverkades. Proven exponerades i en forcerad åldringsmiljö och prov togs kontinuerligt ut för att utvärderas via olika provningsmetoder efter tider som motsvarar 0, 5, 19, 41, 50, 80 och 100 år. Både kvasisotropa laminat (fibrerna är riktade åt olika håll så att kompositen får isotropa egenskaper) och laminat med 0°-riktning (fibrerna är riktade åt ett håll, det vill säga enkelriktade) tillverkades. 2. Materialuttag togs ut från skrovet HMS Helsingborg, ovan vattenlinjen, efter cirka 20 års drift. Prov från delar av materialet undersöktes via olika provningsmetoder direkt efter materialuttag och andra delar fick gå igenom ytterligare forcerad åldring så att det motsvarar totalt 40 respektive 50 års åldring innan de undersöktes med olika kemiska provningsmetoder. 3. Från skrovet på HMS Nyköping gjorde Saab Kockums materialuttag i oktober 2021. HMS Nyköping hade då varit i drift i 17 år. Proven härstammade från skrovet som befunnit sig både under och över vattenlinjen. Provstavar tillverkades. Provstavar från delar av materialet undersöktes via olika provningsmetoder direkt efter materialuttag. Andra delar fick gå igenom ytterligare forcerad åldring så att det motsvarar totalt 30 respektive 50 års åldring innan de undersöktes med olika provningsmetoder. De uttagna proven från Visbyskroven (punkt 2–3) härstammar från områden som är tillverkade med olika stackning och tjocklek. Med olika stackning menas att det finns olika laminatskikt där fibrerna i respektive skikt har varierande fiberriktning. Hur åldras kompositskrov på korvett typ Visby Korvett typ Visby och JAS 39 Gripen är två exempel på viktiga försvarsmaterielsystem där kolfiberkompositer ingår som en viktig lastbärande struktur. En komposit utgörs av två material som var för sig har olika fysikaliska egenskaper som genom samarbete och med bibehållna egenskaper tillsammans bildar ett material med helt andra fysikaliska egenskaper. Fiberns funktion är oftast att ge styrka och styvhet. Kolfibrer kan även bidra till specialegenskaper som ”smygegenskaper”. Plastmatrisen fungerar som ett lim mellan fibrerna men har även en lastöverförande funktion. Text och foto: Per Reinholdsson, Element Materials Technology AB Sandwichmaterial Hur åldras komposit
RkJQdWJsaXNoZXIy NDg2ODU=