Entfernung von Schiffsbeschichtungen in der Werft

DasVersandsindustriemacht 90 % des Welthandels aus. Die aktuelle Weltflotte umfasst mehr als 100.000 Handelsschiffe, darunter Massengutfrachter,Tanker, Container, Stückgut, Fähren und Passagierschiffe. Wie auf dem Foto unten dargestellt, besteht ein typisches Handelsschiff aus unterschiedlichen Bereichen wie Unterwasserschiff, Boot-Top-Bereich, Decks, Ballasttanks, Oberseiten und Aufbauten sowie Schiffsinnenraum. Verschiedene Schiffsbeschichtungen sind unerlässlich und maßgeschneidert, um die Schiffsoberflächen vor Korrosion, Hitze oder Feuer und Bewuchs zu schützen. Ein Beschichtungssystem umfasst typischerweise mehrere Beschichtungsschichten: aGrundierung, eine oder mehrere Zwischenschichten und eine Deckschicht.

Unter dem Schutz der Beschichtungen kann ein Schiff eine Nutzungsdauer von 20–30 Jahren erreichen. Während des Seetransports kommt es jedoch zu einer Verschlechterung der Beschichtung und Rosten der Schiffsoberflächen, was erfordert, dass das Schiff in Abständen von 3–5 Jahren zur Reparatur und Wartung angedockt wird. Während der Schiffsreparatur werden Fremdstoffe auf den Schiffsbeschichtungsoberflächen wie Öl, Fett, Salze, anhaftende Meeresorganismen und Schleim mit Hochdruckwasser abgewaschen, gefolgt von der Entfernung von Rost und Beschichtungen durch Punkt- oder Vollstrahlreinigung.

Beim Schleifstrahlen (d. h. Sandstrahlen) wird Luftdruck, Wasserdruck oder Zentrifugalkraft verwendet, um einen Hochgeschwindigkeitsstrahl eines Schleifmittels gegen eine Oberfläche zu treiben, um Rost, Walzzunder, Schmutz und alte Farben zu entfernen und eine raue Oberfläche zu erzeugen Profil. Nicht-abrasives Strahlen entfernt Oberflächenverunreinigungen und Beschichtungen ohne den Einsatz von Schleifmitteln. Es kann jedoch kein Oberflächenprofil erzeugen und wird daher eher für eine alte profilierte Oberfläche als für neue Stahloberflächen verwendet.

Das Trockenstrahlen ist seit vielen Jahren die effizienteste und wirtschaftlichste Methode, die auf großen Flächen angewendet wird, um alte Farben, Rost und andere Verunreinigungen zu entfernen. Foto (a) zeigt den einfachen Arbeitsmechanismus des am häufigsten verwendeten Luftdruckstrahlens, bei dem Druckluft verwendet wird, um abrasive Materialien auf das Werkstück zu treiben. Luftdruckstrahlen wird im Freien verwendet, da die Behälter zu groß für eine Innenanlage sind. Abrasive Medien wie natürliche Mineralien (z. B. Granat und Olivin), metallische Körner, Kohlenschlacke, Kupferschlacke und andere metallurgische Schlacken wurden nach dem Verbot von Quarzsand wegen Silikose häufig verwendet. Bei diesem Verfahren fällt eine große Menge fester Abfall an, der aus kontaminierten Schleifmitteln und Farbspänen besteht. Darüber hinaus stellt das Trockenstrahlen unter freiem Himmel eine zunehmende Herausforderung in Bezug auf die Einhaltung staatlicher und lokaler Gesundheits- und Umweltvorschriften dar. Zu diesem Zweck wurden Anstrengungen unternommen, um Staubemissionen zu reduzieren, einschließlich der Anwendung von Vakuumstrahlen und der Verwendung von Staubunterdrückungsmitteln, und die Entwicklung (halb-)automatischer Systeme. Staatliche und lokale Vorschriften schränken zunehmend den Einsatz von Freiluft-Trockenstrahlen ein und motivieren dadurch die Entwicklung neuer technologischer Lösungen, wie z. B. die Suche nach alternativen Strahlmitteln und -techniken.

Nassstrahlverfahren wurden entwickelt, um Staubemissionen und Abfallerzeugung zu reduzieren. Nassstrahlverfahren, die in der Schiffsreparaturindustrie verwendet werden, können in zwei Kategorien unterteilt werden: Luftstrahlen mit Wasserzusatz (d. h. Dampfstrahlen oder Schlammstrahlen) und Wasserstrahlen mit Strahlmittelzusatz (d. h. hydraulisches Strahlen). In hydraulischem Blasting (Foto (b)) wird Hochdruckwasser (200–700 bar) verwendet, um die Schleifmittel an die Oberfläche zu treiben. Im Gegensatz dazu werden beim Schlammstrahlen (Foto (c)) feine Strahlmittel, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind, mit hoher Geschwindigkeit durch einen Druckluftstrahl oder seltener durch eine Hochdruckkreiselpumpe geschleudert. Im Vergleich zum hydraulischen Strahlen das Schlammstrahlenist „sanfter“, erzielt ein feineres Finish und hat einen geringeren Wasserverbrauch. Im Vergleich zum Trockenschleifverfahren erzeugen jedoch beide Techniken einen zusätzlichen Abfallstrom, d. h. Abwasser.

Eine weitere beliebte Nassstrahlmethode ist das Wasserstrahlen ohne Schleifmittel, das als Wasserstrahlen bezeichnet wird. Ultrahochdruck-Wasserstrahlen (UHP) ist eine der am schnellsten wachsenden Oberflächenvorbereitungsmethoden, die in Schiffsreparaturwerften verwendet werden. Beim UHP-Wasserstrahlen (Foto (d)) setzt die UHP-Pumpe Süßwasser auf einen Ultrahochdruck (normalerweise mindestens 2000 bar) unter Druckeam und leitet es dann durch Rotationsdüsen mit kleinen Öffnungen, wodurch ein intensiver Strahlstrahl gebildet wird, um alte Farben, Rost und andere Oberflächenverunreinigungen zu entfernen. Das System ist in der Regel mit einem Vakuum-Saugsystem zum Sammeln von Abwasser und Farbabfällen ausgestattet. Ohne den Einsatz von abrasiven Medien wird die Abfallmenge stark reduziert. Dennoch ist ein Wasserrecyclingsystem vor Ort wichtig für die nachhaltige Nutzung von Frischwasser.

Andere Techniken wie Trockeneisstrahlen, kryogenes N₂Jetting, Plasma-Entlackung und Laser-Entlackung wurden entwickelt und werden zunehmend im Beschichtungsentfernungsprozess angewendet, um die Abfallerzeugung zu minimieren.

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