Что мне делать, если я не уверен, безопасно ли использовать поврежденное углеродное волокно или его нужно заменить или отремонтировать?

Композиты из углеродного волокна состоят из листов нитей из углеродного волокна. Обычно они пропитаны смолой. Для изготовления конструкций из углеволокна производители разрезают листы, а затем укладывают их на оправку или другую конструкцию. Затем они запекают их при высоком давлении и температуре, чтобы отвердить смолу. Изображение ниже взято из видео на Youtube, показывающего, как производятся колеса Mad Fiber — эта компания больше не существует, это просто для иллюстративных целей. Металлический предмет представляет собой оправку, которая немного похожа на форму, за исключением того, что вы кладете листы углерода на оправку, а не в форму.

Если у вас есть рама или компонент CF, и он был поврежден так, что вы можете видеть порванные волокна, он нуждается в ремонте или замене. Это очевидно, но, вероятно, стоит упомянуть. Изображение ниже от Appleman Bicycles, которая занимается изготовлением и ремонтом карбоновых рам в моем городе. Раскрытие, он у меня местный и мы знакомы, но я не покупатель. С левой стороны кадра волокна явно оборваны. С правой стороны это может быть не так очевидно, но я уверен, что если бы вы увидели эту рамку лично, вы бы также увидели сломанные волокна.

Отбросив этот тривиальный вопрос, часто бывает трудно понять, что делать, если вы врежетесь в карбоновую раму или компонент, а очевидных повреждений нет. Повреждения углеродных изделий часто не видны на поверхности. Однако удар, даже достаточно мягкий, может привести к расслоению под поверхностью, которое впоследствии перерастет в более крупный отказ. Деламинация – это термин CF, обозначающий перелом.

Ультразвук или другая визуализация используются для проверки деталей из углеволокна в аэрокосмической промышленности. В идеале, эта возможность должна быть широко доступна, но у нас ее нет. Это единственный надежный способ обнаружить расслоение под поверхностью. Рядом с вами может быть мастерская по ремонту карбона с такой возможностью, но ваш местный магазин велосипедов не может этого сделать. Многие люди предложат тест постукивания, при котором вы слегка постукиваете монетой вокруг предполагаемого перелома и слушаете изменение тона. Проблема в том, что этот тест наиболее надежен на плоских поверхностях , а у велосипедов их не так много.

Что делать: предлагаемый набор шагов для потребителей

В этом разделе рассказывается о том, что делать, если вы подверглись удару, который не оставил видимых повреждений. В случае серьезных столкновений, таких как авария автомобиля и мотоцикла или авария на гоночных скоростях, рекомендуется проявлять большую осторожность. Это также зависит от того, какая часть задействована; если ваш руль поврежден и сломается, это почти наверняка вызовет аварию, хотя, если вы очень опытны, вы сможете восстановиться (но вам не следует рассчитывать на то, что вы сможете это сделать). Я думаю, то же самое относится и к штокам и вилкам. Я бы склонялся к немедленной замене этих деталей, если вы сильно пострадали. С незначительными воздействиями можно справиться путем бдительного ожидания, но все же рекомендуется некоторая степень осторожности и регулярный осмотр.

Я менее уверен в кадрах. Во многих случаях они защищены от прямых ударов другими частями велосипеда и вашим телом. Опять же, идеальным случаем было бы проведение ультразвукового или аналогичного осмотра после аварии. В отсутствие этого я бы предложил бдительное ожидание. Будьте знакомы с тем, как звучит ваш велосипед и как он изгибается под вашим вращением педалей. Если вы заметили внезапную перемену, прекратите движение и попытайтесь посмотреть, нет ли трещин. Изображение ниже взято из видео Рауля Люшера , мастера по ремонту карбоновых велосипедов из Австралии. Здесь металлическая деталь, связанная с системой рулевого управления, попала в рулевую колонку мотоцикла изнутри из-за, возможно, плохой конструкции. Снаружи была видна небольшая трещина.

Я считаю, что сколы краски вокруг часто используемых деталей можно игнорировать. Это могут быть области вокруг дропаутов. На гравийных велосипедах часто могут образовываться кусочки краски от летящих кусочков гравия. Ниже приведены некоторые примеры того, что я считаю сколами краски, взятые из недавних сообщений.

Напротив, на изображении ниже показаны фактические повреждения. Если вы внимательно посмотрите на чип, я думаю, вы увидите несколько оборванных волокон. Хозяин проверил и отремонтировал.

Карбоновый ремонт может быть не таким уж дорогим по сравнению с ремонтом металлических рам. На металлических рамах повреждение часто связано с заменой всей поврежденной трубы. В отличие от карбона, вторая фотография с велосипедов Appleman показывает, что ремонт можно локализовать только в поврежденной области. Ремонт может быть недешевым по сравнению с покупкой новой рамы; иногда компании могут захотеть предоставить клиентам срочную скидку.

Я считаю, что ремонт вилок, колес, выносов и руля нерентабелен; вы должны просто заменить их, если они повреждены. Многие вилсеты премиум-класса начинают предоставляться с бесплатной гарантией замены после аварии для первоначального владельца. В качестве примечания, Lightweight Wheels сообщает, что они могут исправить некоторые повреждения, если обод или карбоновая спица не пробиты. Тем не менее, это супер-ультра-премиальные колеса, и я не верю, что кто-то еще так делает.

В качестве примечания, углеродное волокно не имеет изначально плохой потенциальной продолжительности жизни. Он имеет очень долгую усталостную жизнь, хотя @NathanKnutson правильно отмечает , что инженерная концепция усталости металлов не применима к композитам из углеродного волокна.

Примечание о руле и вилке

Если вы разобьетесь или уроните велосипед, из-за его положения руль, скорее всего, выдержит удар. Напротив, маловероятно, что вы ударите по карбоновой рукоятке, но не по рулю. В случае лобового столкновения вы можете предположить, что вилка также подверглась сильному удару.

Если руль или вилка выйдет из строя под нагрузкой, вы, скорее всего, разобьетесь. Возможно, стоит быть более осторожным с этими деталями, если они сделаны из углерода, и склоняться к их замене, если подозревается повреждение. На самом деле, может быть хорошим советом регулярно заменять эти детали. Я понимаю, что это легче сказать, чем сделать, и я не знаю эмпирически подтвержденных интервалов замены этих деталей.

Для многих труб рамы, если одна труба выходит из строя под нагрузкой, опытный гонщик часто может совершить контролируемую остановку, и есть некоторая степень избыточности, если труба является нижним пером или пером сиденья.

Несколько замечаний по профилактике

Насколько я понимаю, CF особенно плохо работает при точечных нагрузках, то есть при попадании небольшого твердого предмета. Хотя это легче сказать, чем сделать, пользователи могут рассмотреть все сценарии, в которых твердые предметы могут попасть в кадр, и попытаться смягчить их. В этом вопросе плакат упаковал свой велосипед в сумку, но вилка провернулась, и суппорт ободного тормоза ударился о раму. Хотя решение снова будет в бдительном ожидании, стоит попытаться избежать подобных вещей. Например, при упаковке велосипеда можно попробовать проложить суппорты ободного тормоза или иным образом не упаковывать твердые предметы в тот же чехол.

Примечание: незначительные повреждения поверхности внутри рамы.

Как я обсуждаю в другом ответе , производители рам, разрабатывающие дизайн для соревнований высокого уровня, очевидно, продвигают дизайн рамы. Могут быть случаи, когда карбоновая трубка изгибается относительно металлического предмета. Например, в конце 2021 года Specialized отозвала свои рамы и вилки Tarmac SL7 . Гарнитура имела компрессионное кольцо на внешней стороне штока вилки. Когда мотоцикл наезжал на неровности, компрессионное кольцо имело относительно острый край, который врезался в поверхность рулевой трубы. В конечном итоге это приведет к сбою. Однако Рауль Люшер поднял проблему с исправлением., а именно, что теперь обрезанная по длине компрессионная пробка тоже могла иметь острую кромку. Он показал снимок внутренней части вилки, сделанный бороскопом, где край компрессионной пробки отмечает поверхность вилки, и утверждал, что в конечном итоге это может выйти из строя. Для спортивных шоссейных велосипедов с гидравлическими шлангами, проложенными внутри рулевого колеса, неизученной проблемой является то, что со временем шланги могут истирать волокна рулевой трубы.

Совет бдительного ожидания относится к ущербу от разовых событий. Проблема ущерба от повторяющихся событий является более серьезной. Тем не менее, такого рода повреждения, скорее всего, произойдут за пределами вашей прямой видимости, и для их обнаружения могут потребоваться специальные инструменты.