DE2359834A1 - Verfahren und einrichtung zur behandlung von unterwasserflaechen - Google Patents

Description

.Björn Kirksaster, Nobelr^t. 23, Oslo 7 /iiorv/egen Oystein ilasmussen, Hosievn. 119, 1340 Bekkestua /!Torwegen

dr. ber'q dipl.-ing. stapf 2359834

DIPL.-ING. SCHWADE DR. ΓΡ.. GANDMAIR

PATENTANWÄLTE
• MÖNCHEN 60 · MAU ERKIHCHERSTR. 46

Anwaltsakte 24 613 30. November 1973

Verfahren und Einrichtung zur Behandlung von Unterwasserflächen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Unterwasserflächen (z.B. eines Schiffes) sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Der Zweck der Behandlung der Unterwasserfläche, hier im Falle eines Schiffes, ist, eine so gleichmässige und glatte Fläche wie möglich zu erzielen, was eine Verringerung der Friktion des Schiffes unterwegs bewirkt, und bei einer jeden Unterwasserflache hat die Behandlung einen effektiven Schutz vor Bewuchs und Korrosion zur Folge. Bezweckt wird mit der Behandlung der Unterwasserfläche eines Schiffs nicht allein Verhinderung von Rostbildung und Bewuchs, sondern auch Verringerung des Maßes an sogenannter "ständiger" Rauheit_o Mit

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ständiger Rauheit wird die Rauheit gemeint, die gewöhnlich nicht durch die übliche Behandlung des Unterwasserrumnfes eines Schiffs vor dem ersten Stanellauf und bei späteren Eindockungen eliminiert wird. Die zunehmende Rauheit liegt in gewissem Ausmass an Rost und überstrichenen Bewuchs, aber auch an schlechtem Aufbringen von Anstrich, kurzer Trocknungszeit vor dem Ausdocken und anscheinend zum wesentlichen Teil dem Anti-fouling innewohnenden ungünstigen Eigenschaften. Diese bewirken Blasenbildung in dem Anstrich, Abblätterung und Bildung einer rauhen Oberfläche durch plastische Deformierung des Anstrichfilms. Man kann Korrosionsprodukte und alten rauhen Anstrich mit Sandblasung oder Hochdruckspülung mit mit Sand vermischtem V/asser entfernen, wenn man aber erneut Anstrich aufbringt, kann man nicht die Ungleichmässigkeiten eliminieren, die die Stahlplatte selbst als Folge von Korrosionsangriffen erhalten hat, da der Anstrich nach dem Aufbringen ausfliesst und im grossen ganzen der Oberflächenkontur der Stahlplatte folgen v/ird. Ausserdem v/erden nach einer Sandblasung auch immer Spuren der ausgeführten Behandlung zurückbleiben, was sich durch einen sich an die Konturen der Fläche legenden Anstrichfilm hindurch geltend macht.

Die heutzutage übliche Behandlung des Unterwasserrumpfes eines Schiffes mit bewuchshindernden Anstrichen wird also, selbst wenn sie Bewuchs hindert, nicht eine zunehmende Aufrauhung und Friktionserhöhung des Rumpfes im V/asser verhindern. Ein v/eiterer Nachteil der bekannten bewuchshindernde ' Anstriche ist auch, dass ihre Wirkung im Laufe der Zeit in Anbetracht dessen abnimmt, dass die Giftstoffe von den inneren Teilen des Anstrichs kommen und durch in der äusserer Schicht entstandene Poren hinausdringen müssen. Hinzu kommt, dass die Anstriche giftig sind und dergestalt einen Verunreinigungsfaktor bilden, und gleichzeitig fordern avancierte Systeme dieser Art viel Arbeit und sind teuer.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist Herstellung einer Behandlung von Unterwasserflä-' chen, die einen lange andauernden effektiven Schutz gegen Bewuchs und Korrosion gibt. Die Behandlung in Übereinstimmunr mit der Erfindung wird nicht mit sich führen, dass giftige

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Substanzen in das Wasser hinausströmen. Bei einer vorgezogenen Behandlungsmethode wird die behandelte Fläche ausgeglättet werden, um ihre innewohnende ständige Hau hei t zu "verringern.

Es ist dergestalt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Behandlung einer Unterwasserfläche ohne Anwendung giftiger Stoffe zu schaffen, wodurch die Rau-hext der Fläche so verringert werden kann, dass eine gleichmassige und glatte Fläche mit Schutz gegen Korrosion und Bewuchs erzielt wird.

Gelöst wird die erfindungsgemässc Aufgabe mittels eines Verfahrens zum Schutz einer Unterwasserflache gegen Bewuchs und Korrosion durch Aufspritzung von Wachs, ggf. über eine Anstrichschicht, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass das Wachs auf leichtflüssigen Zustand erwärmt wird, worauf es auf die zu behandelnde Fläche aufgespritzt wird und anschliessend durch Abkühlung auf der Stelle zur Bildung einer Deckschicht erhärten gelassen wird-,.

Ein vorteilhaftes wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass die Wachsschicht in einer anschliessenden Arbeitsstufe dadurch über der Fläche ausgeglättet wird, dass, sie .jedenfalls teilweise mit einer erwärmten Ausglättplatte, Rolle o.a. Vorrichtung wieder flüssig gemacht wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, was aus den Voi'richtungsansprüchen hervorgeht.

Es ist vorbekannt, ein Schiff für einen gewissen Zeitraum nach dem Stapellauf durch Aufbringung eines deckenden Wachsüberzugs aussen auf den für die gewöhnliche Fahrt gedachten Schichten zu schützen (siehe norwegisches Patent Kr.124.486). Der, Zweck dieser einstweiligen WachsUberzüge ist, einen Schiffsrumpf nach einer Eindockung für einen gewissen Zeitraum zu schützen, worauf die unter dem Wachs liegenden üblichen An— strichschichten den Schutz übernehmen. Diese einstweiligen Überzüge sind, mit konventioneller Technik aufgebracht. Mit Ausgangspunkt in diesen einstweiligen Wachsüberzügen hat man jetzt überraschend gefunden, dass es, wenn man in der beson-

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deren V/eise gemäss der vorliegenden Erfindung vorgeht, möglich ist, einen Wachsbelag mit einer wesentlich längeren Lebensdauer auf eine Unterwasserfläche (z.B. eines Schiffes) aufzubringen, wobei, der Belag einen lange (z.B. bis zu 60 Monaten) andauernden Schutz gewährleistet. Ein wesentliches Merkmal ist, dass es mittels des Verfahrens gleichzeitig möglich ist, die meisten Ungleichmässigkeiten auf einem Schiffsruirrpf, auchbei älteren Schiffen, d.h. die ständige Rauheit , auszuglätten. Die Behandlungsweise geht darauf hinaus, dass das Wachs ohne Zusatz von Lösungsmitteln in geschmolzenem Zustand aufgebracht wird. Mittels dieser Methode v/erden die bestmögliche mechanische Sts.rke und die bestmögliche Adhäsion des Wachsfilms, vorzugsv/eise an einer gestrichenen Fläche, erzielt, und gleichzeitig wird für den Wachsfilm ein G-efüge erzielt, das Erosion widersteht, so dass es lange Zeit dauert, bis das Wachs auf einem Schiffsrumpf abgenutzt wird, wenn sich das Schiff in Fahrt befindet. In Anbetracht dessen, dass das Wachs auf den Rumpf gesüritzt werden kann, trotzdem keine Lösungsmittel benutzt werden, wird auch das Aufbringen selbst sehr einfach und preiswert.

Versuche haben gezeigt, dass das erfindungsgemässe Verfahren einen bewuciishindernden Belag geben kann, der bis zu 5 Jahre lang effektiv ist, so dass der Belag im Falle eines Schiffes während des gesamten Zeitraums zwischen den aus Klassifizierungsgründen erforderlichen Eindockungen wirksam verbleibt.

Die innewohnenden Eigenschaften des Wachses ermöglichen es hierbei, es nach dem Aufspritzen und einer ersten Abkühlung mit einer geeigneten Ausrüstung wieder teilweise flüssig zu machen, so dass es über der.Oberfläche ausgeglättet werden kann. Durch Führen einer erwärmten Platte oder ggf. einer Rolle über die mit Wachs belegte Fläche, mit einer Temperatur, die dazu ausreicht, den Wachsfilm auf eine gewisse Tiefe einzuschmelzen, kann man den Film in einer einfachen Weise ausglätten, so dass man dort, wo die Fläche Vertiefungen hat, eine dickere Wachsschicht und dort, wo die Fläche Erhöhungen aufweist, eine etwas dünnere Schicht erhält.

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Dadurch wird der Höhenunterschied zwischen den tieferliegenden und den höherliegenden Partien der Fläche auf ein Minimum verringert, und man erhält eine Fläche mit einer Rauheit weit niedrigerer Grössenordnung, was zu bedeutender Herabsetzung des Friktionswiderstands im Wasser führt.

Versuche haben gezeigt, dass das Wachs bei Schiffsrumpf en gleichmässig abgenutzt v/ird, so dass die mittels des erfindungsgemässen Verfahrens erzielte verringerte Rauheit so lange aufrechterhalten werden wird, bis die am höchsten liegenden Partien, auf die also die dünnste Schicht Wachs aufgebracht worden ist, freigelegt werden. Dergestalt sind die grossen Probleme beseitigt worden, die früher durch Aufrauhen eines Schiffsrumpfes entstanden und für die man früher· keine praktisch durchführbare Lösung gefunden hatte.

Um die grosse wirtschaftliche Bedeutung, die das Rauheitsproblem für den Betrieb eines Schiffes bildet, zu veranschaulichen, ist zu erwähnen, dass man aufgrund von Untersuchungen ermittelt hat, dass ein Schiff wegen ständiger Rauheit ohne weiteres einen Geschwindigkeitsverlust von 1 Knoten erleiden kann, was eine. Erhöhung der Betriebskosten des Schiffes, umfassend erhöhte Brennstoffauslagen und Zeitverlust, in der Grössenordnung von mehreren Millionen TJ.Kr. jährlich mit sich führt.

.Es hat sich auch gezeigt,, dass sich die mit Wachs belegte Fläche glatt hält, und es wird angenommen, dass dies an einer Art andauernder Polierung durch das Wasser liegt.

Zur Durchführung des Verfahrens ist dergestalt ein Behälter, in dem das Wachs geschmolzen wird, notwendig. Gewöhnlich wird ein Wachs mit Schmelztemperatur von 50-60⁰C benutzt werden, jedoch kann es in gewissen Fällen wünschenswert sein, Wachs mit einer Schmelztemperatur von über 90⁰C zu verwenden. Das Wachs wird in geschmolzenem Zustand zu einer Aufbringausrüstung gepumpt, wo es auf die Flächen^ die unter Wasser zu liegen kommen, gespritzt wird. Anschliessend wird eine Platte benutzt, die mit Vorteil etwas gewölbt ist und die auf etwas über die Schmelztemperatur des Wachses erwärmt

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ist, welche Platte dann von demjenigen, der die Arbeit ausführt und der dasselbe Gerüst benutzt, das gewöhnlich beim Aufbringen von Anstrich auf einen Schiffsrumpf zur Verwendung gelangt, über die gewachste Fläche geführt v/ird.

Die Erfindung wird nachstehend näher anhand der Zeichnungen erklärt, die völlig schematisch eine Einrichtung '/,ην Durchführung des Verfahrens veranschaulichen. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Seitenriss einer mobilen erfindungsgernässen Einrichtung . und

Fig. 2 einen Aufriss der Einrichtung in Fig.l mit Glättvorrichtung, aber ohne Aufspritzvorrichtung.

Die Figuren zeigen eine mobile Einrichtung zur Behandlung derjenigen Fläche eines Schiffsrumpfes, die dazu bestimmt ist, bei Benutzung unter der Wasserlinie zu liegen. Die Einrichtung besteht aus einem Wagen 1, auf welchem ein Behälter 2 angebracht ist, der zwei Kammern 3 und 4, für Ivachs bzw. für ein Reinigungsmittel, aufweist. Unter den beiden Kammern ist ein Raum 5 angedeutet, wo die Erwärmung der beiden Kammern des Behälters erfolgt. Die Erwärmung wird mit Brennern vorgenommen, die von einem Gasvorrat, z.B. einer Propanflasche 6, die auch auf dem Wagen 1 angebracht ist, betrieben werden. An der anderen Seite des Behälters 2 ist eine Pumpe 7 vorgesehen. Diese Pumpe 7 steht mit den beiden Kammern 3 und 4 in Verbindung, und von ihr gehen Leitungen 8 zu der Aufspritzvorrichtung, die aus einem Halter für eine Düse 10 besteht. Die Leitungen 8 bilden einen Hin-RücJ-rlauf für Wachs bzw. Reinigungsmittel zu der Düse 10.

In der in Fig,2 gezeigten Ausführung ist der Propangasbehälter 6 über eine Leitung 14 mit einem Brenner 13 verbunden, der das Aufwärmelement in der Vorrichtung zum Ausglitten des Wachses bildet. Diese Vorrichtung besteht aus einer schwach gewölbten Platte 11, die über die bereits mittels der Düse 10 aufgebrachte Wachsschicht geführt v/ird, sov/ie einem Halter 12 für die Platte, Die Ausglättvorrichtung kann

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selbstverständlich auch auf andere Arten ausgebildet sein, in Anbetracht dessen, dass sie ein selbständiges Aufwärmelement aufweisen kann oder mittels Zirkulation erwärmten Reinigungsmittels v.on Kammer 4 des Behälters erwärmt werden kann. Anstatt der Ausglättplatte 11 kann auch eine Rolle benutzt werden. Die Aufspritzvorrichtung kann auch in anderer Weise ausgebildet sein. Die Leitungen 8 sind flexibel und lang genug dazu, dass der Halter 9 mit der Düse 10 bis zur Schiffsseite geführt und das Aufspritzen vorgenommen werden kann. ■

Bei Benutzung der Ausrüstung werden das V/achs und das Reinigungsmittel, z.B. Glyzerir oder Wasser, mittels der Heizvorrichtung 5, die von "dem'Gas- in dem Behälter 6 betrieben, wird, erwärmt. Wenn das Wachs flüssig geworden ist, wird die Kammer 3 an die Aufspritzvorrichtung angeschlossen, und die Pumpe 7 pumpt Wachs durch die Düse 10 hinaus, und das Wachs wird dann über die zu behandelnde Fläche aufgespritzt. Nachdem die Fläche gedeckt, oder die Arbeit eingestellt, worden ist, wird die Pumpe von der Kammer 3 auf die Kammer 4 mit Reinigungsmittel, das durch die Düsenvorrichtung und die Leitungen 8 zirkuliert, so dass diese von Wachs gereinigt v/erden, umgeschaltet. Die Pumpe 7 kann anschliessend angehalten werden. Das mit dem Reinigungsmittel herausgetriebene Wachs v/ird in der Kammer 4 gesammelt und kann aus dieser entfernt werden.

Nach dem Aufspritzen des Wachses \tfird dieses mittels der Ausglättvorrichtung geglätbet, wobei die von dem Element erwärmte Platte 11 über die Wachs.flache geführt v/ird, wodurch die obere Schicht des Wachses erneut angewärmt wird und schmilzt und dergestalt geglättet werden kann, um Rauhheiten auf dem Rumpf auszugleichen. Das Wachs erstarrt dann wieder. Dergestalt wird eine sehr gleichmässige Fläche erzielt, die widerstandsfähig gegen Korrosion und Bewuchs ist.

Das Verfahren und die Einrichtung können auch auf anderen Unterwasserflächen als diejenigen von Schiffen benutzt werden, und als Beispiele sind Bohrplattformen, Unterwasser-Öltanks und Kaiverstärkungen zu nennen.

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Claims (6)

1. Patentansprüche :

   ill) Verfahren zum Schutz einer Fläche, die dazu bestimmt ist, sich unter Wasser zu befinden, vor Bewuchs mittels Aufspritzen von Wachs ggf. über eine Anstrichschicht, dadurch gekennzeichnet, dass das Wachs auf leichtflüssigen Zustand erwärmt wird, v/o rauf es als eine Schicht auf die zu behandelnde Fläche aufgespritzt wird und anschliessend durch Abkühlung auf der Stelle zur Bildung einer festen Schicht erhärten gelassen wird,
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die aufgespritzte Schicht dadurch ausgeglättet wird, dass sie mittels einer Ausglättvorrichtung jedenfalls teilweise wieder flüssig gemacht wird.
3. 3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Behälter (2) mit Kammern (3, Ί-) für Wachs und für ein Reinigungsmittel, eine Heizvorrichtung (5) für den Behälter (2) und eine zwischen dem Behälter (2) und einer aus Zufuhr- und Rücklaufleitungen (8) für Wachs und Reinigungsmittel und einem Kalter (9) mit einer Düse (10) zum Ausspritzen von Wachs bestehenden Ausspritzvorrichtung vorgesehene Pumpe (7).
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass die Heizvorrichtung (5) ein Brenner, vorzugsweise Gasbrenner, ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass sie eine Ausglättvorrichtung (11) umfasst, die aus einer Rolle oder einer vorzugsweise gewölbten Platte (ll) besteht und mit einem Aufwärmelernent (13) versehen ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass das Aufwärrnelement (13) mit der Heizvorrichtung (5) des Behälters verbunden ist.

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