DE2313876A1

DE2313876A1 - Verfahren und vorrichtung zum entfernen von seegewaechs von untergetauchten seegegenstaenden

Info

Publication number: DE2313876A1
Application number: DE19732313876
Authority: DE
Inventors: Albert Fredrick Abbott
Original assignee: CONTROLLED DYNAMICS CORP
Current assignee: CONTROLLED DYNAMICS CORP
Priority date: 1972-03-20
Filing date: 1973-03-20
Publication date: 1973-10-04
Also published as: NL7303916A; FR2176925A1

Description

; Hans rus£hk£

DipWfit\ HÖN2 AGULAft 2313878

8 Müncjisn 80» Pionzenciuerstr. k

«uneben, den 2o.März 1973

COIiTROLLED DYIiMiICS COBPORATIOl·!, 2561 Shoreland Drive South,

Seattle, Washington

"Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Seegewächs von untergetauchten Seegegenständen"

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Seegewächsen von untergetauchten Seegegenständen und insbesondere das i-cexnigen von Schiffsrümpfen von Seegewächsen, wie beispielsweise I-uscheln, Unkraut und dergl., während der liumpf in eingetauchtem Zustand ist. Weiterhin betrifft das Verfahren und die Vorrichtung gemäss Erfindung im allgemeinen das Entfernen von Seegewächs von untergetauchten -oereichen nit LiIfe von Sprengstoffen, die eine Ladung und eine DispeiY'iequalität haben, die berechnet ist, um die korrekte Arbeit durchzuführen.

ii.ll π Lee schüfe nüssen periodisch von einem ninimuru von βίηιιεί olle zwei J&hre bis zu drei- oder viermal pro Jahr gereinigt v/erden. Kriegsschiffe und insbesondere

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U-Boote können ein Reinigen jede drei Monate erfordern, um ihre Operierfähigkeit beizubehalten. Die Regelmässigkeit der Reinigung wird von dem Seewachstumsfaktor in dem besonderen Bereich bestimmt, in welchem das Schiff operiert. Yerschiedene Krustentiere und Seemoosgewächse verringern die Schiffsgeschwindigkeit von einem halben Knoten bis zu zwei Knoten. Selbstverständlich verursacht eine G-esehwindigkeitsreduzierung einen wirtschaftlichen Verlust.

Bislang wird ein physikalisches Entfernen durch Kratzen, Sandstrahlbehandlung oder ein anderes Schabverfahren angewandt, das normalerweise in Trockendocks durchgeführt wird. Abgesehen von den Kosten des Legens auf Trockendock zerstört das Abriebverfahren die Rostschutzfarbschichten auf dem Rumpf, und diese, die sonst während einer wesentlichen Zeit halten vmrden, müssen wieder aufgetragen werden*

Eine unterschiedliche und weiterentwickelte Schiff sreinigmigsvorrichtung wurde vorgeschlagen, die das Reinigen .eines Schiffsrumpfes verbessert, ohne das Schiff auf ein Trockendock legen zu müssen. Das Reinigungsverfahren wird mit einer Ultraachallfrequenz durchgeführt, die von einer Vorrichtung geliefert wird, welche längs dem Schiffsrurupi

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wandert und von Tauchern geführt wird.. Jedoch wird bei einem solchen Reinigungsverfahren lediglich ein kleiner bereich dec Rumpfes gereinigt, und es ist demzufolge zeitraubend. Auch kann der gezielte Stoss oder das Aufcreffen der. Vibrationswellen, die auf den kleinen Jiereich des Rumpfes gerichtet werden, ein Beschädigen der Struktur verursachen, insbesondere in Bereichen, die eine schlechte Schweissung oder lo'se Nieten aufweisen.

3ei einem anderen Vorschlag hält ein System den Schiffsrumpf permanent frei von dem Anwachsen von Seegewächsen, indem eine Hochspannungselektrizität in der Mähe des eingetauchten Rumpfes geschaffen wird,-um so den Tieren oder Wasserpflanzen einen Schock zu verleihen, wobei aufgrund der Entladung hoher Spannung diesen Organismen ein Schock verliehen wird, und sie somit daran gehindert werden,-anzuhaften. So ist ein dauernd angeordnetes Gerät vorgeschlagen, welches in regelmässigen Seitabständen den kompletten Schiffsrumpf behandelt. Diese Erfindung schien zur Zeit der Sntwicklung korrekt. Jedoch ist dieses System unpraktisch und wirtschaftlich nicht durchführbar.

Im Vergleich mit der vorliegenden Erfindung scheint es, das:.· die Fachwelt nie fähig war, ein arbeitsfähiges, wirksames

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system zu schaffen, welches you den erstgenannten Schaboder Kratzsystem unterschiedlich ist* das noch, im Gebrauch ist. Die vorliegende Erfindung -verwendet eine Schockbehandlung, jedoch über einen wesentlichen grossen Abschnitt des Schiffsrumpfes ©der über den ganzen Rumpf, wobei eine gesteuerte, berechnete Schallenergiewelle zu einer Zeit über einen wes si t liehen grossen Bereich erzeugt wird. Weiterhin ist" der Schock derart» dass die Schiffskonstruktion, welche das Seegewäeiis trägt, diesen Schock ohne Beschädigung oder bemerkenswerte Reaktion absorbiert. Auch verschwindet zu der Zeit des explosiven Schocks, der von der Druckgaswelle gefolgt wird, das gesamte befestigte Seegewäehs sofort.

In der Technik sind Systeme bekannt, die Sprengstoffe zu Reinigungszwecken verwenden, aber diese Arten von Syst'emen wurden nie zur Reinigung von untergetauchten Bereichen angewandt und verwenden zufällige, unbestimmte Chargenmengen von Sprengstoffen.

In Übereinstimmung mit dem am meisten zutreffenden Stand der Technik erseheint es demzufolge so_f dass die vorliegende Erfindung ein neues und verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung schafft, die zum Heinigen un'd/oder-

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Entfernen von Seegewächsen, wie Muscheln, Seemoos und dergl. von untergetauchten Bereichen verschiedener Seeob^ekte wie beispielsweise Schiffen, U-Booten, Docks, Brücken, Pontons, Schleusen und dergl. zu verwenden ist, wo solches gewünscht wird.

Die vorliegende Erfindung schafft ein neues und einzigartiges Verfahren zum Entfernen von Seegewächs von Schiffen und Unterwasserstrukturen, wobei das Verfahren wirtschaftlicher und schneller als je zuvor durchgeführt werden kann. Allgemein schafft, die Erfindung ein neues Werkzeug und ein Verfahren zum Entfernen von Seegewächs unter Verwendung von Schallenergiekräften. Diese gesteuerten Schallkräfte sind mit Druckkräften gekoppelt, die von einer einzigen Energiequelle abgeleitet werden. Diese Energiequelle ist ein explosives Gitter oder Netz, das einem Fischnetz ähnelt und gross genug ist, um ein gesamtes Schiff oder im Fall von grossen Schiffen wesentlich grosse Bereiche zu umgeben. Das explosive Netz ist an den Schiff befestigt und wird dann gezündet. Die Explosionswirkungen schaffen dann die notwendigen Kräfte zum Reinigen des Schiffes in einer schnellen und wirksamen Weise: a) durch Schaffen einer Schallwelle, die grosser als die akustische Geschwindigkeit des Metalls oder des Iviaterials ist, gegen welches sie angewandt wird;

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b) durch Schaffen einer Gasdruckwelle, die bei Kopplung mit der Schallwelle ausreichend ist, um alle Arten anhaftenden Seegewächses von den zu reinigenden Bereichen zu entfernen*

Die Anordnung oder die Gitterausführung oder das Geflecht des Netzes ist aus einer Sprengleine zusammengesetzt. Das Muster, die Maschengrösse und die Menge der Sprengstoffe in der Leine sind durch die Schiff sgrösse, das Rumpf material, die Rumpfdicke und die Art und Menge des Seegewächses bestimmt, das zu entfernen ist. Die von dem explosiven Geflecht mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 6 700 iq/sec erzeugten Schallkräfte sind mit einer Gasdruckwelle gekoppelt, die sich am Boden des Schiffes in ungefähr l/K) Sekunde entlang bewegt, so dass eine saubere, glatte Oberfläche zurückgelassen wird.

Das explosive Wetz kann an der Schiffsseite oder dem Rumpfboden durch Taucher oder vom Personal von dem Deck des Schiffes in einer Weise ähnlich derjenigen befestigt werden, in welcher Kollisionsmatten installiert werden. Magnete und/oder Halteleinen können verwendet werden, um das Netzwerk an der Schiffsrumpfoberfläche zu befestigen, so dass eine innige Berührui: zwischen dem Hetz und dem Oberflächenbereich des Schiffes an dem zu reinigenden Bereich gewährleistet ist.

Die Lademenge der explosiven Leine in dta lietzmaterial kann von einem Kern pro 0,3 Metern bis 4OO Kerne pro 0,3 Meter variieren; der Maschenab stand kann in Abhängigkeit von den

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vorstehend erwähnten Parametern von 19,35 cm bis zu 0,37 m variieren» Die Gitter oder das Maschennetz kann an einem Punkt oder gleichzeitig an vielen Punkten entweder mittels einer Zündschnur oder mittels elektrischen Zündern gezündet werden, die bekannt sind.

Die vorliegende Erfindung ist auf die Praxis abgestimmt, und verschiedene * ersuche waren erfolgreich, die an Flugzeugträgern, Kähnen und untergetauchten Holzpfählen durchgeführt wurden. Ein Vergleich mit Bereichen, die mittels bekannten Schabsystemen unter Verwendung von Sandstrahlbehandlung und dergl. gereinigt wurden, zeigt, dass das erfindungsgemässe untergetauchte explosive lietzsystem bezüglich der Glattheit des Schiffsrumpf es überlegen war und dass keine Beschädigung der Schweisslinien, der parben, Bolzen oder Nieten eintrat. Das Freilassen der Schallenergie kann genau auf das Ausmass gesteuert werden, dass Färbschichten unter dem Seegewächs geschützt werden können, während das Seegewächs oder sowohl das Seegewäehs als auch die Färbschichten entfernt werden.

Da klimatische Gruppen das Beschädigen von Seeleben oder Verunreinigungsschwierigkeiten hervorrufen können, die sich aus der Detonation ergeben wurde folgendes während Versuchen bestimmt;

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1. Seeleben wie tische und dergl. werden innerhalb eines Radius' von drei Metern von dem: Hetz verletzt,, jedoch verschwinden die meisten Fische während der Befestigung des Netzes durch Taucher.

2. Das in atomaren Staub und Trümmerpartikel aufgelöste Seegewächs dispergiert in den umgebenden Wasserströmen, wobei eine Ernährung für das Seewasser und eine Verbesserung des Seelebens geschaffen wird.

Folglich schafft die vorliegende Erfindung eine Verbesserung gegenüber der bekannten Seegewächsentfernung mittels luftverunreinigender Sandstrahlbehandlung, das in Trockendocks durchgeführt wird. Viele Merkmale und Vorteile dieses Systems wurden klar, wie beispielsweise:

1. eine drastische Herabsetzung der gesamten Reinigungszeit, ■ .. .

2. das System kann angewandt werden, während ein Schiff be- oder entladen wird,

3. die Reinigungskosten werden herabgesetzt,

4. das Legen auf Trockendocks zwecks Reinigung wird ausgeschaltet,

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5. keine Verunreinigung und daher Sicherheit für die Umgebung,

6. Nutzen für das Seeleben.

Im allgemeinen umfasst das erfindungsgemässe Verfallren und die Vorrichtung zum Entfernen von Seewassergewächs von Seegegenständen das Erteilen einer Schockwelle vorbestimmter Energie durch Verwendung einer explosiven Einrichtung mit einer Frequenz, die unterschiedlich von, aber innerhalb 10 fl der Resonanzfrequenz des Materials des Seegegenstandes ist, welcher das Seegewächs trägt. Die Vorrichtung zum Liefern der Schockwelle umfasst ein Netzwerk vorbestimmten Musters und vorbestimmter Siebgrösse aus einem explosiven Leinenmaterial, das eine vorbestimmte Menge an explosiven Kernen pro Meter trägt, in dem Bereich von 1 Kern pro 0,3 m bis 400 Kern pro 0,3 m mit einem Maschenabstand im Bereich von

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19,3 bis 25,8 cm , eine Halteeinrichtung, die Teil des Netzwerkes ist, um das Netzwerk an der zugehörigen Oberfläche anzuordnen und zu befestigen, und eine Zündeinrichtung, die mit dem Leinenmaterial zum Erzeugen einer Zündung verbunden ist, so dass das Netzwerk explodiert, während es an der untergetauchten Seegegenstandsoberfläche befestigt ist, welche von Seegewächs bedeckt ist.

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Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen: -■■"■-

Fig. 1 eine Seitenansicht eines grossen Schiffes mit dem explosiven netzwerk, welches die Vorrichtung geiaäss Erfindung bildet.

Fig. 2 eine Frontansicht des Schiffes nach Fig. 1, wobei das Befestigen des Netzwerkes an der Rumpfoberfläche durch Taucher gezeigt ist, welche mit Seegewächs bedeckt ist,

Fig. 3 eine besondere Ausbildung des explosiven Netzwerks und

Fig. 4 ein unterschiedliches Muster und eine unterschiedliche Fetζanordnung.

In der Zeichnung sind entsprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. In Fig. 1 ist ein Schiff 10 einer Durchschnittsgrösse und Durchschnittstonnage gezeigt,

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welches schwimmt. Der Rumpf 12 weist einen eingetauchten Abschnitt Η auf, der mit Seegewächs bedeckt ist. Das Schiff 10 kann zeitweilig vertäut werden oder an einer Frachtlade- oder Entladestation sein, so dass genügend Zeit vorhanden ist, um diesen Zusiand zu nutzen und das Verfahren zum Entfernen des Seegewächses durchzuführen. Ein Netz 20 ist aus einer explosiven leine 22 wie beispielsweise "Primacord" hergestellt (ein erhältliches Material in verschiedenen Durchmessern und mit einer wasserdichten Umhüllung, die einen Kern von Pentaerythritoltetranitrat oder Gyclotrimethylentrinitramin oder dergl. aufweist. Andere Arten explosiver Materialien sind jedoch ebenfalls geeignet.

Das Netz 20 ist in der erforderlichen Form mit besonderer Maschengrösse konstruiert, und die Menge an explosivem Material ist ebenfalls pro djramm pro Meter vorbestimmt. Die Gesamtgrösse des Netzes'kann untergetauchte Baekbord- und Steuerbord-HumpfSeiten vollständig bedecken, so dass das Schiff von Seegewächs mittels einer Detonation des explosiven Metzes 20 befreit wird. I¹Ur grössere Schiffe kann das Verfahren in getrennten Abschnitten wie Bugabschnitt, Mittelschiff und Heckabschnitt durchgeführt werden. In Abhängigkeit von der Maschengrösse und der Menge dej? verwendeten Explosivstoffe hat das Netz 20 eine gewisse

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rosse, die geliandhabt werden kann. So kann ein schmaler Schiffsrumpf von einem Hetz bedeckt werden, während verschiedene Hetze für grosse Schiffe notwendig sein können. Das letz 20 wird normalerweise vom Deckpersonal angeordnet und mittels Strängen, Seilen oder dergl. befestigt, wie dies in Pig. 1 gezeigt.

Danach, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, ordnen taucher das Hetz 20 an der Rumpfoberfläche 14 an und vergewissern sich, dass alle Abschnitte-des explosiven Hetzes 20 und dessen Seilabschnitte 22 in Berührung mit dem Rumpf 14 sind, der von dem Seegewächs bedeckt ist. Um das Hetz 20 längs den konvexen und konkaven Abschnitten des Schiffes anzuordnen, sind Magnetschalen und anderer Halteeinrichtungen 32, - bei Holzschiffen Klebstreifen oder dergl. über die Leine 22 an dem Rumpf 1_4 von. dem i'aucher 30 augeordnet. Somit kann der laucher 30 den gesamten Hetzbereich überprüfen, um einen-Kontakt mit dem Seegewächs a.uf dem Rumpf 14 vor der Detonation sicherzustellen.

Verschiedene Hetzformen, wie beispielsweise ein quadratisches, ein wabenartiges Hetz und dergl. können verwendet werden. Um das quadratförmige Hetz so zweckmässig wie möglich um den Schiffrümpf zu spannen und anzuordnen, ist eine diagonale

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Anordnung der !.laschen- oder Siebleinen 4O Qder Seile den lietzes 20 zweckmässiger als die quadratförmigen iietzformlinien horizontal und vertikal au halten.

Heben den Sti-ängen oder Leinen 42 sind eine oder mehrere Zündschnüre oder elektrische Zünddrähte 44 an dera Lets "befestigt, und somit kann eine oder mehrere Zündungen durchgeführt werdeη.

um das freilassen einer vorberechneten Menge an Schallenergie in eine bestimmte Richtung zu steuern, die folglich die Gasdruckwelle längs dem Humpf in der gleichen iLichtung führt, !rönnen die Zündungen an gewissen Punkten vorgesehen und die Zeiteinstellung entsprechend angeordnet sein.

Normalerweise kann ein Hetz jeden Musters geknüpft oder geknotet (48) sein, wie dies in l^ilig. 3 gezeigt ist. um eine höhere üxplosivwirkung an den Knotenschnittpunkten zu verhindern, kann eine gleichmässigere Verteilung der Explosivstoffe und folglich ein gleichmässiger Detonationseffekt iiiit der lidtzausbildung erhalten v/erden, die in j-ig. 4 gezeigt ist. Dieses Hetz umfasst eine Vielzahl von Verbindungrjeinrichtungen 50 in einer ^ingform ähnlich einem bchlüscelring oder ö.erg.l., welche leicht um zwei Leinen beiPistigt werden können, und somit kann ein Metz für die

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erforderlichen Ausführungen ausgebildet werden. Die Verbindungseinrichtung 50 kann aus einem kreideartigen Material oder einem anderen Material hergestellt sein, welches das Wasser, wenn es bricht, nicht verschmutzt, sondern dessen Zustand verbessert.

Selbstverständlich kann anstatt der Anordnung des Hetzes mittels Tauchern ein um den liumpf passendes Hetz ausgebildet sein, welches unter das Schiff vom ±3ug oder vom Heck von dem Deckpersonal gezogen werden kann.

Es lassen sich zweckmässige Abänderungen oder Verbesserungen durchführen, ohne sich jedoch dabei vom Kern der Sriindung zu entfernen.

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Claims

Ansprüche

π.1 ·) Verfahren zum Entfernen von Seegewächs von Seegegenständen, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer explosiven Sinrichtung eine, Schockwelle vorbestimmter Energie und mit einer Frequenz erteilt wird, die unterschiedlich von, jedoch innerhalb 10 $> der Resonanzfrequenz des Materials des Seegegenstandes ist, welches das Seegewächs trägt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erteilen von Schockwellenenergie das Aufbringen eines vorbestimmt ausgebildeten Netzwerkes aus explosivem Material auf die zugehörige Oberfläche des Seegegenstandes und das Zünden des explosiven tetzmaterials zwecks Detonation des JTetzwerkes auf der Oberfläche des Seegegenstandes in untergetauchtem Zustand umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das ü'etzwerlr zwecks vollständigen Kontaktes an dem OberflLlchenmaterial befestigt wird.

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- ie-
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk an dem Gegenstand mittels leinen oder dergl. angeordnet und befestigt wird«
5· "Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halteeinrichtung angewandt wird, die über dem Hetzbereich vorgesehen ist, so dass das Netzwerk den konvexen und konkaven Oberflächen des Seegegenstandes folgt und sich daran befestigt» . - ,
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5* dadurch gekennzeichnet, dass das Zünden des explosiven letzwerkmaterials ein im wesentlichen gleichzeitiges Zünden der Zündeinrichtungen einschliesst? die an verschiedenen, im Abstand voneinander angeordneten Punkten des Netzwerkes angeordnet sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass das Zünden des explosiven Metzwerkes ein Bestimmen der Zündzeitfo^ge umfasst, so dass eine gesteuerte Eiohtung der Schallenergiekraftauslösung gegen das Seegewächs gewährleistet ist«

ORIGINAL INSPECTED
8. Vorrichtung zum Entfernen von Seegewächs von den Oberflächen eines Seegegenstandes, gekennzeichnet durch ein Netzwerk vorbestimmter Ausbildung und Maschengrösse aus explosivem Leinenmaterial, das eine vorbestimmte Explosivstoffmenge trägt, eine Halteeinrichtung, die an dem Netzwerk zum Anordnen und Befestigen des Hetzwerkes gegen die entsprechende Oberfläche des Seegegenstandes befestigt ist, und durch eine Zündeinrichtung, welche mit dem Leinenmaterial zum Erzeugen einer Zündung verbunden ist, so dass das Netzwerk explodiert, während es an der untergetauchten Oberfläche des Seegegenstandes befestigt ist, welcher von Seegewächs bedeckt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die explosive Leine eine Menge an explosivem Material im Bereich von 1 Kern pro 0,3 m bis 400 Kern pro 0,3 m trägt, wobei die Maschengrösse im Bereich

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von 19,35 cm bis 0,37 m liegt, und dass die Zündeinrichtung eine Vielzahl von Vorrichtungen umfasst, die an vorbestimmten Stellen in Abstand voneinander angeordnet sind, so dass bei ihrer Betätigung eine vorbestimmte Bewegungsrichtung der Schallenergie eingehalten wird.

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ORiGINALtNSPECTED
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet» dass die Halteeinrichtung eitle Vielzahl von Magneten einschlüesst, die an der explosiven Netzleine anbringbar sind* um eine Berührung der leine mit der Oberfläche des Seegegenstandes sicherzustellen.

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ORIGINAL