Rimozione del rivestimento marino in cantiere

Ilindustria delle Spedizionirappresenta il trasporto del 90% del commercio mondiale. L'attuale flotta mondiale comprende più di 100.000 navi mercantili, comprese navi portarinfuse,petroliere, container, merci varie, traghetti e navi passeggeri. Come illustrato nella foto qui sotto, una tipica nave mercantile comprende aree distinte come lo scafo sottomarino, la parte superiore del bagagliaio, i ponti, i serbatoi di zavorra, le murate e le sovrastrutture e gli interni della nave. Diversi rivestimenti marini sono vitali e su misura per proteggere le superfici della nave da corrosione, calore o fuoco e incrostazioni. Un sistema di rivestimento in genere comprende diversi strati di rivestimento: amano di fondo, una o più mani intermedie e una finitura.

Sotto la protezione dei rivestimenti, una nave può operare per una durata di servizio di 20-30 anni. Tuttavia, il degrado del rivestimento e la ruggine delle superfici della nave si verificano durante il trasporto marittimo, che richiede l'attracco della nave per riparazione e manutenzione a intervalli di 3-5 anni. Durante la riparazione della nave, i corpi estranei sulle superfici di rivestimento della nave, come olio, grasso, sali, organismi marini attaccati e melma, vengono lavati con acqua ad alta pressione, seguita dalla rimozione della ruggine e dei rivestimenti mediante pulizia a punti o con sabbiatura completa.

La sabbiatura abrasiva (cioè la sabbiatura a graniglia) utilizza la pressione dell'aria, la pressione dell'acqua o la forza centrifuga per spingere un flusso ad alta velocità di abrasivo contro una superficie per rimuovere ruggine, scaglie di laminazione, sporco e vecchie vernici e per creare una superficie ruvida profilo. La sabbiatura non abrasiva rimuove i contaminanti e i rivestimenti superficiali senza l'uso di abrasivi. Tuttavia, non può creare un profilo di superficie e, pertanto, viene utilizzato principalmente per una vecchia superficie profilata anziché per nuove superfici in acciaio.

Per molti anni, la sabbiatura abrasiva a secco è stata il metodo più efficiente ed economico applicato su grandi superfici per rimuovere vecchie vernici, ruggine e altre impurità. La foto (a) illustra il semplice meccanismo di funzionamento della sabbiatura ad aria compressa più utilizzata, in cui l'aria compressa viene utilizzata per spingere i materiali abrasivi sul pezzo. La sabbiatura ad aria compressa viene utilizzata in un ambiente all'aperto perché i vasi sono troppo grandi per una struttura interna. Mezzi abrasivi come minerali naturali (ad esempio granato e olivina), graniglie metalliche, scorie di carbone, scorie di rame e altre scorie metallurgiche sono stati comunemente usati dopo il divieto della sabbia silicea a causa della silicosi. In questo processo viene generata una grande quantità di rifiuti solidi, costituiti da abrasivi contaminati e trucioli di vernice. Inoltre, la sabbiatura abrasiva a secco all'aria aperta rappresenta una sfida crescente in termini di conformità alle normative statali e locali in materia di salute e ambiente. A tal fine, sono stati investiti sforzi per ridurre le emissioni di polvere, compresa l'applicazione di sabbiatura sotto vuoto, l'uso di soppressori di polvere, e lo sviluppo di sistemi (semi)automatici. Le normative governative e locali limitano sempre più l'uso della sabbiatura a secco all'aperto, motivando così lo sviluppo di nuove soluzioni tecnologiche come la ricerca di mezzi e tecniche di sabbiatura alternativi.

Sono stati sviluppati metodi di sabbiatura abrasiva a umido per ridurre le emissioni di polvere e la produzione di rifiuti. I metodi abrasivi a umido utilizzati nell'industria delle riparazioni navali possono essere suddivisi in due categorie: sabbiatura abrasiva ad aria con aggiunta di acqua (cioè sabbiatura a vapore o sabbiatura con liquame) e sabbiatura ad acqua con aggiunta di abrasivo (cioè sabbiatura idraulica). In sabbiatura idraulicag (Foto (b)), viene utilizzata acqua ad alta pressione (200–700 bar) per portare gli abrasivi in ​​superficie. Al contrario, nella sabbiatura dei liquami (Foto (c)), gli abrasivi fini sospesi in un liquido vengono proiettati ad alta velocità da un getto di aria compressa o, meno comunemente, da una pompa centrifuga ad alta pressione. Rispetto alla sabbiatura idraulica, alla sabbiatura dei liquamiè "più delicato", raggiunge una finitura più fine e ha un consumo d'acqua inferiore. Tuttavia, rispetto al metodo abrasivo a secco, entrambe le tecniche generano un flusso di rifiuti aggiuntivo, ovvero acque reflue.

Un altro metodo popolare di sabbiatura a umido è la sabbiatura ad acqua senza abrasivi, chiamata getto d'acqua. Il getto d'acqua ad altissima pressione (UHP) è uno dei metodi di preparazione della superficie in più rapida crescita utilizzati nei cantieri di riparazione navali. Nel getto d'acqua UHP (Foto (d)), la pompa UHP pressurizza l'acqua dolce in una pressione ultraelevata (in genere 2000 bar come minimo) stream e quindi lo fa passare attraverso ugelli rotanti con piccoli orifizi, formando un flusso di sabbiatura intensivo per rimuovere vecchie vernici, ruggine e altri contaminanti superficiali. Il sistema è solitamente dotato di un sistema di aspirazione sottovuoto per raccogliere le acque reflue e i trucioli di vernice di scarto. Senza l'uso di mezzi abrasivi, la quantità di rifiuti generati è notevolmente ridotta. Tuttavia, un sistema di riciclaggio dell'acqua in loco è importante per l'utilizzo sostenibile dell'acqua dolce.

Altre tecniche come ghiaccio secco, criogenico N₂sono stati sviluppati il ​​getto, la verniciatura al plasma e la verniciatura al laser e vengono sempre più applicati nel processo di rimozione del rivestimento per ridurre al minimo la generazione di rifiuti.

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