Wat zijn de spanten van een schip?

Spanten zijn onderdelen van een constructie van een schip of jacht. De spanten van het schip zijn dikke gebogen delen en lopen overdwars ten opzichte van de romp of de lengte van het schip. Men zou de spanten daardoor kunnen beschouwen als de ribbenkast van een schip. Als men de positie van de spanten bekijkt lijken dit ook net ribben. Deze ribben hebben een v-vorm, U-vorm of een C-vorm. Spanten werden vroeger van hout gemaakt. Door de gebogen vorm is het lastig om een spant uit één boom te zagen. In plaats daarvan werden de spanten van verschillende houten delen gemaakt. Een spant bestond daardoor uit een buikstuk, twee oplangen en twee sitters. Tegenwoordig worden spanten van metaal gemaakt zoals staal of aluminium.

De spanten worden op een regelmatige afstand geplaatst op de kiel van het schip. In het middelste deel van het schip zijn de spanten U-vormig. Naar mate men meer naar het voorsteven gaat krijgen de spanten meer een V-vorm. De spanten van de meeste schepen zijn van staal en worden door ervaren lassers aan de kiel van het schip vast gelast. Aan de buitenkant van de spanten wordt de scheepshuid vastgelast. Deze scheepshuid bestaat uit huidplaten die ook van staal zijn gemaakt. Het woord ‘spant’ wordt naast de scheepsbouw en jachtbouw ook gebruikt in de bouwkunde. In dat geval bedoelt men met een spant de dragende delen van een dakconstructie. De spanten van een gebouw lijken ook wel een beetje op de ribben van een dak. Aan deze spanten wordt namelijk ook de dakbedekking bevestigd.

Wat is teer en waar wordt teer voor gebruikt?

Teer is een donkere, taaie substantie met een sterke geur. De geur van deze substantie is afhankelijk van het materiaal waar teer van gemaakt is. Teer kan bijvoorbeeld geproduceerd worden door plantaardig materiaal zoals houtsoorten te verhitten. In dat geval spreekt en van bruine teer. Het is ook mogelijk om teer uit steenkool te vervaardigen. Het product van dat proces wordt koolteer genoemd. Bij het verhitten van de voorgenoemde grondstoffen werkt men onder pyrolyse, dit is onder uitsluiting van lucht. Zoals eerder genoemd bestaan er twee hoofdgroepen: de koolteer en de bruine teer. Koolteer is inmiddels verboden in Europa met het van kracht worden van Europese richtlijn 98/08 (biociden). Bruine teer mag onder bepaalde voorwaarden worden gebruikt.

Bruine teer
Bruine teer wordt voornamelijk uit hout vervaardigd. Het wordt gebruikt voor sommige historische gebouwen maar is vooral een product dat wordt gebruikt bij historische schepen. Hierbij kan men denken aan de toepassing op houten scheepsluiken zoals de Friese kap.  Een bekende bruine teersoort is de zogenoemde  Zweedse of Stockholmer teer. In tegenstelling tot koolteer is bruine teer niet carcinogeen. Het gebruik van bruine teer is inmiddels (anno 2015) weer toegestaan als men een bepaalde giftige stof uit het teermengel haalt. Deze stof is benoemd in de bijlage van richtlijn 98/08.

Koolteer
Koolteer wordt gewonnen uit steenkool. Deze teersoort blijft in Nederland verboden. Dit vinden veel restaurateurs van historische schepen een probleem. Er zijn nog geen goede vervangers ontwikkelt die varende monumenten onder de waterlijn voldoende waterdicht kunnen maken en voldoende bescherming kunnen bieden. Koolteer moet echter wel vervangen worden door andere producten omdat dit materiaal niet meer in Nederland mag worden gebruikt.  Omdat men het hier niet meer mag gebruiken wijkt men voor de restauratie van historische schepen uit naar scheepshavens elders in de wereld waar men wel koolteer mag gebruiken.

Viskeus
Teer is een materiaal met een hoge viscositeit, daarom wordt teer ook wel viskeus genoemd. Een stof met hoge viscositeit vloeit langzaam en is dus traag vloeiend. De viscositeit van een stof is voor een belangrijk deel afhankelijk van de temperatuur. Door teer te verhitten wordt het vloeibaar en als het afkoelt begint het te stollen. Teer wordt meestal verwarmt voordat het wordt verwerkt.

Teer is geen asfalt of bitumen
Teer wordt in de volksmond ook wel asfalt of bitumen bedoelt. Dit is echter onjuist. Asfalt en bitumen zijn de oogst kokende fracties die achterblijven na het verdampen van aardolie. Asfalt en bitumen zijn echter niet giftig in tegenstelling tot bepaalde bestandsdelen van teer.

Wat is explosielassen of schokgolflassen?

Explosielassen is een bijzonder lasproces waarbij gebruik wordt gemaakt van het versmeltingprincipe. Dit principe wordt over het algemeen gebruikt om twee ongelijksoortige metalen aan elkaar te verbinden. Een verbinding tussen twee ongelijksoortige metalen wordt ook wel een intermetallische verbinding genoemd. Dit wordt onder andere gedaan in de scheepsbouw en de jachtbouw waarbij aluminium onderdelen van het schip verbonden worden aan casco-onderdelen die van staal zijn gemaakt. Explosielassen wordt ook gebruikt om titanium aan koper te bevestigingen. Het lasproces wordt ook wel schokgolflassen genoemd. Omdat explosielassen daadwerkelijk met explosies wordt uitgevoerd zijn er grote risico’s aanwezig en kunnen alleen gespecialiseerde bedrijven dit lasproces uitvoeren.

Hoe wordt explosielassen gedaan?
Explosielassen is een lastechniek die behoort tot de categorie ‘druklassen’. Hierbij wordt doormiddel van een enorme druk een dun laagje metaal van ongeveer 0,1 millimeter tot smelten gebracht. De smeltduur is behoorlijk kort maar is van groot belang omdat het gesmolten metaal met elkaar verbonden wordt in een zogenoemde  overgangslaag. De las die door explosielassen tot stand komt is net zo sterk als het zwakste metaal dat in de las is verwerkt.

Bij explosielassen wordt het plaatdeel dat verbonden moet worden in een hoek van 2° tot 30° ten opzichte van de rest van het werkstuk geplaatst. Bovenop het plaatdeel dat bevestigd moet worden wordt explosief materiaal gelijkmatig verdeeld. Deze explosieve lading wordt vervolgens tot ontsteking gebracht. Daardoor ontstaat een schokgolf. Deze schokgolf drukt het te bevestigen plaatdeel met een snelheid die hoger is dan 100 meter per seconde tegen de rest van het werkstuk aan. Door deze enorme druk komt kinetische energie vrij. Deze energie wordt plaatselijk omgezet in hitte. Plaatselijk ontstaat een plasmajet tussen de beide delen van het werkstuk. De plasmajet blaast de oppervlakte tussen de twee metalen schoon. De aanwezige oxiden worden door de plasmajet weggeblazen zodat de metalen onderdelen goed kunnen hechten. Verder zorgt de plasmajet er voor dat een dun laagje van de twee metalen plastisch wordt. De drukkracht die door de explosie ontstaat zorgt er voor dat de atomen van  het plaatdeel dat bevestigd moet worden en het bevestigingsoppervlak van het werkstuk in elkaar worden gedrukt. De binding die hierdoor ontstaat wordt ook wel een atomaire binding genoemd.

Bindingsproces van explosielassen
Hoe het bindingsproces bij explosielassen precies ontstaat is nog niet met zekerheid te zeggen. Er bestaan grofweg twee verschillende theorieën. De ene theorie gaat er vanuit dat de enorme druk er voor zorgt dat de hechtoppervlaktes van de metalen voor korte duur vloeibaar zijn waardoor de metalen aan elkaar verbonden kunnen worden ook wanneer het smeltpunt van de metalen verschillend is. De andere theorie over het bindingsproces gaat er niet vanuit dat er sprake is van een smeltproces. Deze theorie gaat er vanuit dat de metalen zonder smeltproces in elkaar overgaan op basis van het plastisch in elkaar drukken van metalen. De intermoleculaire krachten die hierbij vrijkomen zorgen er voor dat de verbinding tussen de twee verschillende metalen in stand wordt gehouden.

Wat is refit werk aan een boot of jacht?

Refit is een term die regelmatig wordt gebruikt in de jachtbouw. Refit is een Engelse term die in het Nederlands kan worden vertaald met herstellen. Doormiddel van refit werkzaamheden worden boten en jachten vernieuwd. Het gaat hierbij om bestaande boten en jachten die verouderd zijn of om andere redenen niet meer aan de eisen voldoen van de eigenaar. Refit werkzaamheden kunnen worden uitgevoerd voor een complete boot of jacht. Daarnaast kan een eigenaar er ook voor kiezen om bepaalde delen van een boot of jacht te vernieuwen of te herstellen.

Wat kan bij refit aan de orde komen?
Bij een refit van een boot of jacht kunnen verschillende technische aspecten aan de orde komen. Zo kan de gehele installatie worden vernieuwd. Ook kunnen nieuwe systemen worden aangebracht die de leefomgeving in het jacht veraangenamen. Tijdens een refit kan een scheepsmotor worden gereviseerd of zelfs geheel vervangen. Verder kunnen ook andere onderdelen van de boot of jacht worden hersteld of vervangen. Hierbij kan gedacht worden aan het dek, het relingwerk, de ramen, de schroef en het onderdelen aan het casco.

Refit met betrekking tot technische aspecten is meestal noodzakelijk of van belang voor de technische levensduur van een jacht of boot. Er kunnen echter ook aanpassingen worden verricht met betrekking tot esthetische aspecten. Hierbij kan gedacht worden aan het interieur van het jacht of de boot. Dit is werk voor interieurbouwers en scheepstimmermannen. Het aanbrengen van scheepsbetimmering is vakwerk waarbij hoge kwaliteitseisen worden gesteld en veel aandacht wordt besteed aan esthetische aspecten.

Refit werkzaamheden
Het uitvoeren van refit werkzaamheden is niet eenvoudig. In tegenstelling tot nieuwbouw wordt bij refit de bestaande boot of jacht goed gecontroleerd op technische en esthetische aspecten. Delen die wel goed functioneren kunnen in veel gevallen behouden blijven. Delen die echter versleten zijn of kapot moeten vakkundig worden gedemonteerd en verwijderd. Vervolgens moet de monteur of scheepstimmerman nieuwe onderdelen en installaties aan boord van het jacht of de boot plaatsen. Daarbij moeten beschadigingen worden voorkomen. Verder dienen de aanpassingen goed geïntegreerd te worden in de boot of het jacht. Er moet een compleet geheel ontstaan.

Wat is cascobouw in de scheepsbouw en jachtbouw?

De scheepsbouw en jachtbouw zijn twee bijzondere onderdelen die onder de metaaltechniek vallen. In de scheepsbouw worden vrachtschepen, passagiersschepen, drijvende pontons en andere grote drijvende schepen en objecten gebouwd. Deze objecten zijn meestal van staal vervaardigd. In de jachtbouw worden jachten gemaakt. De jachtbouw en de scheepsbouw zijn twee sectoren die veel op elkaar lijken. Desondanks zijn deze sectoren wel verschillend. De jachtbouw is een sector die meer op luxe is gericht. Hierdoor is het afwerkingsniveau in de jachtbouw veel hoger dan in de scheepsbouw. De jachtbouw is vooral bedoelt voor de vrije tijd van mensen. Een jacht is daarnaast een statussymbool. Daarom moeten jachten aan veel verschillende eisen voldoen en moeten ze ook esthetisch aantrekkelijk zijn. Jachten worden regelmatig volgens speciale richtlijnen ontworpen die elk jacht een uniek uiterlijk geven. De jachtbouw vereist veel vakmanschap van de bouwers van het jacht. Een bedrijf waar jachten worden gebouwd wordt over het algemeen een jachtwerf genoemd.

De scheepsbouw is meer gericht op de bouw van schepen die een bepaald nut hebben. Dit kunnen transportschepen zijn maar ook passagiersschepen. Verder zijn er speciale werkschepen die ontworpen worden om bijvoorbeeld te baggeren. Olietankers worden bijvoorbeeld gebruikt om olie te vervoeren. Verder zijn er bijvoorbeeld schepen voor de brandweer, politie en de reddingsmaatschappij. Deze schepen moeten voldoen aan hoge eisen op het gebied van veiligheid. Daarnaast moeten deze schepen constructief zeer sterk zijn. Schepen die onder zware omstandigheden worden gebruikt moeten vooral sterk zijn, de uiterlijke aspecten zijn daarbij van ondergeschikt belang. Bedrijven waar schepen worden gebouwd worden scheepswerven genoemd.

Cascobouw in de jachtbouw en scheepsbouw
Het bouwen van casco’s in de scheepsbouw heeft veel overeenkomsten met de bouw van casco’s in de jachtbouw. Het materiaal kan echter wel verschillen. In de jachtbouw wordt veel gebruik gemaakt van aluminium terwijl men in de scheepsbouw voornamelijk werkt met staal. Staal is zwaarder maar ook sterker dan aluminium. Daarom is staal geschikte voor schepen die onder zware druk komen te staan of een grote lading moeten vervoeren. Ook het afwerkingsniveau verschilt tussen de jachtbouw en scheepsbouw. De jachtbouw heeft meestal een zeer hoog afwerkingsniveau. De scheepsbouw heeft een lager afwerkingsniveau maar heeft wel zeer hoge kwaliteitseisen op het gebied van de constructieve stevigheid. Zowel in de jachtbouw als in de scheepsbouw wordt regelmatig gecertificeerd gelast. Dit houdt in dat de lassen die aangebracht worden in onderdelen van het casco aan zeer hoge kwaliteitseisen moeten voldoen.

Cascobouw in het algemeen
Op een jachtwerf of scheepswerf werken lassers en cascobouwers. Sommige personeelsleden kunnen beide functies vervullen. De meeste medewerkers zijn echter één van beide functies, of je bent cascobouwer of je bent lasser. Een cascobouwer stelt de onderdelen van het schip of het jacht samen. Daarbij moet de cascobouwer goed tekening kunnen lezen. Aan de hand van tekeningen moeten platen en profielen op maat worden gezaagd of gesneden. Vervolgens moeten de spanten volgens tekening worden opgezet. Om de spanten heen worden huidplaten vastgehecht. De cascobouwer maakt hiervoor hechtlassen. De lasser komt na de cascobouwer en last de delen die gehecht zijn aan elkaar vast met een hoogwaardige las. De cascobouwer moet de maatvoering goed in de gaten houden. Meestal let de lasser daar namelijk niet op. De lasser moet er vanuit kunnen gaan dat de cascobouwer de delen van het schip goed in elkaar heeft gehecht. De cascobouwer stelt niet alleen de buitenkant van het schip samen. Hij of zij kan ook de binnenkant van het schip samenstellen. Hierbij kan gedacht worden aan de verschillende ruimtes en vloeren waaruit een schip bestaat. Ook de kajuit en gaten voor de boegschroef kunnen door de cascobouwer worden samengesteld.

Afbouwfase van het schip of het jacht
Het casco van een schip of jacht is als het ware de ruwbouw van een schip. Het schip moet na de bouw van het casco nog worden voorzien van een interieur en installatie. Hierbij kan gedacht worden aan het plaatsen van elektrische bekabeling en leidingen voor de verwarming. Daarnaast worden er ook leidingen aan boord van een schip geplaatst voor schoon water en afvalwater. Verder zijn er diverse brandstofleidingen aan boord van een schip. In de afbouwfase wordt ook aandacht besteed aan het sanitair en de besturing van het schip of het jacht. De jachttimmermannen zorgen er voor dat het dek van de jachten mooi betimmerd wordt. Dit is een bijzondere vorm van vakmanschap. Ook aan de binnenkant van jachten wordt door jachttimmermannen veel werk verricht ter verfraaiing van het jacht. Scheepstimmermannen doen deze werkzaamheden aan boord van schepen. Tot slot wordt er ook aandacht besteed aan het schilderwerk in het schip of het jacht en daarbuiten. Hier zijn ook verschillende eisen voor. De buitenkant van schepen en jachten hebben veel te lijden van de uitwerking van weer en wind. Daarom moet de buitenkant van het schip goed beschermd worden. Jachtschilders en scheepsschilders zorgen er voor dat deze bescherming in de vorm van verf en lak professioneel wordt aangebracht.

Wat is prefab of prefabricage in de techniek?

Prefabricage of prefab zijn woorden die regelmatig in de techniek worden gebruikt. Prefabricage houdt in dat producten in een werkplaats worden gemaakt in plaats van de locatie waar de producten moeten worden gebruikt. Het woord ‘pre’ fabricage maat dat duidelijk. Letterlijk vertaald zou dit woord voorfabricage betekenen. Doormiddel van prefabricage komen prefabproducten tot stand. Prefab wordt onder andere toegepast op de bouw en in de werktuigbouwkunde. Hieronder is daarover meer te lezen.

Prefab op de bouw
Het bouwen van huizen, fabrieken en utiliteit is niet eenvoudig. Men werkt in de  buitenlucht en deze buitenlucht is niet altijd voorzien van de optimale weersomstandigheden. Dit zorgt er voor dat de bouw stil zou komen te liggen of langzamer zou verlopen wanneer de weersomstandigheden erg slecht zouden zijn. Prefabricage in de bouw is daarvoor een goede oplossing. Hierbij worden elementen voor de bouw in een fabriek, loods of werkplaats gemaakt. Dit gebeurd meestal onder optimale omstandigheden. De bouwvakkers zoals metselaars of timmermannen kunnen de elementen onder optimale omstandigheden fabriceren zodat er ook een constante kwaliteit kan worden geleverd. Na het fabriceren van de elementen worden de elementen naar de bouwplaats getransporteerd. Op de bouwplaats worden de prefabelementen aan elkaar bevestigd.

Deze werkwijze zorgt er voor dat een groot deel van de bouw van een huis of utiliteitspand onder optimale omstandigheden kan worden gedaan. Dit bespaard tijd en geld. Prefabelementen kunnen van hout of beton zijn gemaakt. Ook kan gebruik worden gemaakt van gemetselde elementen. De voorbereidingsfase van prefab bouwen vereist over het algemeen wel meer tijd. Dit komt omdat men de elementen van te voren vervaardigd en niet op de bouw zelf. Het is belangrijk dat de elementen goed passen. De tekeningen die worden gemaakt voor prefab bouw moeten goed gecontroleerd worden. De bouwvakkers die de elementen vervaardigen moeten zich goed aan de tekeningen houden. Wanneer dit namelijk niet gebeurd bestaat de kans dat men tijdens het samenvoegen van de elementen fouten moet gaan herstellen. Dit herstellen van fouten tijdens de afbouw kan zeer veel tijd in beslag nemen waardoor het voordeel van prefab bouwen verdwijnt.

Prefab in de werktuigbouwkunde
Naast de bouw wordt ook in de werktuigbouwkunde veel aan prefab gedaan. Hierbij worden geen woningen gebouwd maar wel andere grote objecten zoals installaties in de procesindustrie, schepen en grote machines. Met name lassers doen veel prefab werkzaamheden. Dit komt omdat men in grote schepen en installaties niet altijd de ruimte heeft om een las goed te maken. Doormiddel van prefab kan men bochten aan leidingen lassen of andere moeilijke constructies maken. Zodra deze onderdelen van te voren gelast zijn kan men deze in een machine of installatie plaatsen doormiddel van lassen. Het is ook mogelijk om bijvoorbeeld tijdens prefab flenzen te lassen aan leidingen. Dit zorgt er voor dat de leidingen niet meer in positie aan elkaar gelast te hoeven worden. In plaats daarvan kan men de flenzen aan elkaar verbinden doormiddel van het aandraaien van bouten en het plaatsen van pakkingmateriaal. Hierdoor kunnen de prefab producten doormiddel van uitneembare verbindingen in positie worden gebracht.

Prefab lassen en prefab montage levert in de werktuigbouwkunde ook een tijdsbesparing op. Daarnaast zijn sommige objecten en constructies niet zonder prefabmontage of prefablaswerk aan elkaar te bevestigen. Het is net als bij prefabricage in bouw van belang dat men goed meet. Als de maatvoering verkeerd is kan men tijdens het monteren van de prefabonderdelen in moeilijkheden komen. Dit kan veel tijd kosten. In sommige gevallen is door een fout het geprefabte product geheel voor niets gemaakt. Een belangrijk voordeel van prefab is echter wel dat een lasser of monteur onder ideale omstandigheden een product kan maken. Hierbij kan meestal de ideale laspositie worden gekozen en kan men bijvoorbeeld gebruik maken van een mal. Dit komt de kwaliteit ten goede.

Wat is composiet en wat zijn de voordelen van composieten?

Composiet is een materiaal dat bestaat uit meerdere componenten die zijn samengevoegd. Een belangrijk bestandsdeel van het composiet is de hars. Deze hars wordt ook wel de matrix genoemd en is meestal een kunststof. Naast de matrix bestaat composiet uit versterkingsmateriaal. De hars zorgt voor de vormgeving van het composiet en zorgt er daarnaast voor dat het versterkingsmateriaal bij elkaar wordt gehouden. De hars is een binder die ook voor het overbrengen van schuifspanningen en drukkrachten een belangrijk onderdeel van het composiet is. Het versterkingsmateriaal van het composiet bestaat uit weefsels en/ of vezels. Deze wapening zorgt voor een stevige structuur waardoor het composiet daadwerkelijk sterk is. Dit komt doordat de vezels er voor zorgen dat de trekkrachten worden overgebracht. Naast het versterkingsmateriaal en de hars bestaat een composiet uit vulmiddelen.

Voordelen van composiet
Composiet heeft veel voordelen ten opzichte van andere materialen zoals metaal, hout en steen. Een belangrijk voordeel van composiet is de vervormbaarheid van het materiaal. Hierdoor kunnen uiteenlopende vormen worden gefabriceerd. In vloeibare vorm is composiet bijna in elke gewenste vorm te brengen. Wanneer composiet eenmaal is uitgehard bevat het materiaal uitstekende eigenschappen. Door de juiste samenstelling tussen de matrix en het versterkingsmateriaal kan composiet zeer sterk worden en daarnaast toch een laag gewicht hebben. Daarnaast zijn de meeste composieten goed bestand tegen de uitwerking van chemicaliën. Veel chemicaliën zoals zuren kunnen goed worden opgeslagen in tanks die gemaakt zijn van composiet.

Ten opzichte van metaal heeft composiet niet alleen een voordeel met betrekking tot gewicht. Composieten kunnen niet roesten of oxideren. Dit zorgt er voor dat de toestand van composiet onder invloed van zuurstof gelijk blijft. Objecten die van composiet zijn gemaakt kunnen over het algemeen eenvoudig worden gerepareerd of vervangen. Composieten zijn meestal niet duur en zijn daardoor ook prijstechnisch aantrekkelijk ten opzichte van metalen of andere natuurlijke materialen. Naast de vormvrijheid is ook de kleurvrijheid van composiet groot. Composieten kunnen bijna in elke gewenste kleur worden gebracht. Hierdoor kunnen composieten bijvoorbeeld worden gebruikt voor objecten die er aan de buitenkant aantrekkelijk moeten uitzien, een laag gewicht moeten hebben en toch sterk moeten zijn.

Verschillende soorten vezels in composiet
Composieten worden in verschillende producten verwerkt. Dit is voor een deel afhankelijk van de vezels die als versterkingsmateriaal in het composiet worden verwerkt. De bekendste vezels die worden verwerkt in composieten zijn glasvezel en aramide (kevlar en twaron). Ook koolstofvezel en nanotubes worden gebruikt. Nanotubes zijn worden tegenwoordig steeds meer gebruikt. Nanotubes zijn de allotropen ( een bepaalde verschijningsvorm) van koolstof en worden veel gebruikt in de nanotechnologie, elektronica en optica. Naast deze kunstmatige gefabriceerde vezels worden ook natuurlijke vezels toegepast in composieten. Hierbij kan gedacht worden aan hennep en vlas.

Waar wordt composiet toegepast?
Composieten worden op verschillende manieren toegepast in producten. Hierbij kan gedacht worden aan aanrechtbladen, keukenbladen, vlonderplanken en platen.  Ook bruggen en andere constructies kunnen van composiet worden vervaardigd. Ook de carrosserie van auto’s kan voor een deel bestaan uit composieten. Dit is ook zo met onderdelen voor de jachtbouw. Ook speelstoelen kunnen worden gemaakt van composiet.