EP4304785A1 - Verfahren, reparaturvorrichtung und reparatursystem zur reparatur eines korrosionsschadens einer der witterung ausgesetzten oberfläche eines objekts - Google Patents

Verfahren, reparaturvorrichtung und reparatursystem zur reparatur eines korrosionsschadens einer der witterung ausgesetzten oberfläche eines objekts

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Publication number
EP4304785A1
EP4304785A1 EP22712341.1A EP22712341A EP4304785A1 EP 4304785 A1 EP4304785 A1 EP 4304785A1 EP 22712341 A EP22712341 A EP 22712341A EP 4304785 A1 EP4304785 A1 EP 4304785A1
Authority
EP
European Patent Office
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cleaning
repair
laser
corrosion damage
end effector
Prior art date
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Pending
Application number
EP22712341.1A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Reinhard Nowak
Michael GRIMANN
Eckhardt KREBS
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Glatt GmbH
Original Assignee
Glatt GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the invention relates to a method, a repair device and a repair system for repairing corrosion damage to a surface of an object that is exposed to the weather.
  • damage caused by corrosion often occurs on surfaces of the object that are exposed to the weather.
  • the damage caused by corrosion can mean that the object in question is impaired in its use.
  • the object of the invention is to eliminate corrosion damage to the objects.
  • This object is achieved with a method of the type mentioned at the outset in that the method steps a) laser-free pre-cleaning of the surface showing the corrosion damage, b) laser cleaning of the surface showing the corrosion damage and c) coating of the surface prepared by the laser cleaning, are carried out using a repair device surface with a protective layer.
  • the coating applied as a protective layer to the surface of the object prepared by laser cleaning is of higher quality and therefore more durable.
  • Corrosion damage is understood to mean, on the one hand, that corrosion forms on the surface of the object that is exposed to the weather, in particular the wind turbine, and, on the other hand, that, for example, a defective coating has been applied to the surface.
  • the repair of the corrosion damage now consists of removing the corroded material and/or the incorrectly applied coating.
  • the pre-cleaning of the surface showing the corrosion damage includes a rough cleaning and/or a desalination and/or a drying of the surface.
  • the rough cleaning is expediently carried out with a chemi's cleaning agent, such as. B. water-soluble surfactants, or by mechanical cleaning, for example. Using egg ner brush unit.
  • the coarse cleaning removes, for example, oily contamination, contamination resulting from wearing parts, salt contamination and other dirt contamination from the surface showing the corrosion damage.
  • Desalting is preferably done with deionized water.
  • deionized water is also used to refer to demineralized or distilled water.
  • a measurement of the concentration of the soluble salts on the surface showing the corrosion damage is carried out after desalination.
  • the concentration measurement of the soluble salts is carried out by means of a Bresle method.
  • the Bresle method based on the increase in electrical conductivity of water as a function of the concentration of salt ions, is the standard for this test according to ISO standards 8502-6 and 8502-9.
  • the surface is preferably dried with unlubricated compressed air.
  • this surface is at least partially subjected to a material-removing surface post-treatment.
  • This surface post-treatment expediently removes edges formed by the surface.
  • This preparatory measure also serves to improve adhesion of the protective layer applied to the surface and thus leads to a higher-quality and more durable coating.
  • the laser cleaning of the surface showing the corrosion damage includes removing the corroded material using a laser beam and sucking off the removed corroded material.
  • Laser cleaning is carried out with specially configured class 4 solid-state lasers, whereby short, bundled laser pulses hit the surface to be cleaned.
  • the layer of corroded material is removed from the surface to be cleaned by the at least partially absorbed laser radiation.
  • Laser cleaning enables a selective, gentle, pore-deep and damage-free cleaning of the surface showing the corrosion damage.
  • the simultaneous extraction of the removed corroded material leads to an essentially residue-free cleaning of the surface showing the corrosion damage.
  • the surface roughness of the surface machined with a laser beam is preferably checked.
  • an impression is made of at least part of the laser-cleaned surface and the surface roughness of the impression is analyzed. After the impression is made, only the portion of the laser-cleaned surface used for the impression is cleaned again.
  • the re-cleaning is done with an alcohol, suitably with propan-2-ol. The inspection of the surface roughness allows the - usually subsequent - assessment of the surface prepared for the coating and thus an assessment of the quality and service life of the applied protective layer.
  • the protective layer is applied in one or more layers to the surface prepared by the laser cleaning.
  • a multi-layer protective layer enables a further improvement in the quality and durability of the applied coating.
  • Different layers with different layer thicknesses can also be implemented here in order to adapt the coating to the requirements of the weather.
  • the process is expediently carried out as an in-situ process.
  • the method is preferably used to repair corrosion damage to a surface of an object formed by a wind turbine, in particular an offshore wind turbine, that is exposed to the weather.
  • the repair device for carrying out the method is detachably attached to the wind power plant, in particular to a brake caliper of a rotor braking device of the wind power plant, in particular by means of permanent magnetic magnetic forces.
  • Corrosion damage often occurs in offshore wind turbines due to the weather containing sea water, so that the method can be optimally used here, in particular for repairing corrosion damage to a surface of a wind turbine exposed to the weather, in particular an offshore wind turbine.
  • this object is achieved with a repair device of the type mentioned at the outset in that the repair device has a carrier device that has an alignment device suitable for receiving an end effector, the alignment device being suitable for displacing and/or shifting the end effector arranged on the alignment device to be able to pivot, the carrier device having a holding device by means of which the carrier device can be fastened to the object in such a way that the alignment device receiving the end effector is positioned in the region of the corrosion damage.
  • the repair device makes it possible to repair the corrosion damage that has occurred in-situ on the object.
  • Corrosion damage means, on the one hand, that the surface of the Object, in particular the wind turbine, corrosion ausbil det and on the other hand that, for example, a defective coating has been applied to the surface.
  • the repair of the corrosion damage now consists of removing the corroded material and/or the incorrectly applied coating.
  • the end effector is arranged detachably on the alignment device in order to enable an exchange with another end effector.
  • Multifunctionality of the repair device is achieved at the end effector, which also subsequently leads to an expansion of the functions of the repair device.
  • the holding device preferably has a fastening device for detachably fastening the carrier device to the object.
  • the attachment device is designed as a permanent-magnetic magnet device for magnetic attachment of the carrier device to the object. This provides a very simple option for attachment.
  • the holding device has a base body on which the fastening device and a support arm carrying the alignment device are arranged.
  • the carrier arm can be pivoted on the base body of the holding device and can be fixed in different pivoted positions.
  • the alignment device expediently has an end effector carrier which is movably arranged on the carrier arm and positioning means, by means of which the end effector carrier can be moved and aligned relative to the carrier arm.
  • the end effector is designed as a laser device and/or as a precleaning device and/or as a coating device and/or as a drying device and/or as an impression device and/or as a layer thickness measuring device.
  • the laser device preferably has a laser head and a laser source, the laser source being connected to the laser head by means of a light transmission device.
  • the laser device has a suction device for sucking off corroded material that occurs when removing the corrosion.
  • Laser cleaning enables selective, gentle, pore-deep and damage-free cleaning of the surface showing corrosion damage.
  • the suction of the removed corrected material which preferably takes place at the same time, leads to an essentially residue-free cleaning of the surface showing the corrosion damage.
  • the pre-cleaning device has a coarse cleaning unit and/or a desalination unit and/or a drying unit and/or a concentration measuring unit.
  • the rough cleaning is expediently carried out with a chemi's cleaning agent, such as. B. water-soluble surfactants, which can be applied by the coarse cleaning unit to the corresponding surface, in particular by spraying using a spray nozzle, preferably a single-component or multi-component nozzle.
  • the cleaning agent can also be sprayed on under pressure.
  • the rough cleaning can also go through mechanical cleaning can be carried out, for example by means of a brush unit which is arranged on the end effector and which preferably has one or more brush heads.
  • the coarse cleaning removes, for example, oily contamination, contamination resulting from wearing parts, salt contamination and other dirt contamination from the surface showing the corrosion damage.
  • Desalting is preferably done with deionized water.
  • the deionized water is also preferably sprayed onto the corresponding surface to be desalinated by means of a spray device designed as a spray nozzle device, in particular as a single-substance or multi-substance nozzle.
  • the measurement of the concentration of the soluble salts on the surface showing the corrosion damage, which is carried out after the desalination, is carried out by means of a Bresle method.
  • the surface is preferably dried with a compressed air device that atomizes unoiled compressed air. This removes the residues from the rough cleaning and/or desalination from the surface showing the corrosion damage.
  • the protective layer is expediently applied to the surface of the object, in particular the wind turbine, prepared by the pre-cleaning and laser cleaning, by means of the coating device.
  • the coating device is preferably designed as a spray nozzle device in the form of a single-component or multi-component nozzle.
  • the protective layer is applied to the prepared surface with a constant, predefined layer thickness so that the protective layer dries evenly.
  • the layer thickness measuring device is suitable for determining the layer thickness of the protective coating applied to the prepared surface using a non-destructive method. Non-destructive methods include eddy current testing, microwave testing and ultrasonic testing.
  • the repair device expediently has a control device for controlling and/or regulating the repair device.
  • the end effector or end effectors of the repair device is preferably controlled and/or regulated by the control device in order to essentially automate the process for repairing corrosion damage to a surface of an object that is exposed to the weather.
  • the repair device is preferably attached to a brake caliper of a rotor brake device of the wind turbine, in particular by means of permanent magnetic magnetic forces.
  • the repair device is expediently suitable for carrying out the method according to one of claims 1 to 18.
  • FIG. 1 shows a front view of an embodiment of a repair device
  • Figure 2 is a right side view of the embodiment of the repairing device
  • Figure 3 is a left side view of the embodiment of the repairing device
  • FIG. 4 shows a top view of the embodiment of the repair device
  • FIG. 5 shows a bottom view of the embodiment of the repair device
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a first embodiment of an end effector for pre-cleaning
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a second embodiment of an end effector with a coating and layer thickness measuring device.
  • a repair system 3 having a repair device 1 for repairing corrosion damage to a surface exposed to the weather of an object 2 designed as a wind turbine.
  • Corrosion damage means, on the one hand, corrosion developing on the surface of the object exposed to the weather, in particular the wind turbine, and, on the other hand, a coating that has been applied incorrectly to the surface Roger that.
  • the repair of the corrosion damage accordingly involves removing the corroded material and/or the incorrectly applied coating.
  • the repair device 1 is detachably fastened to a brake caliper 4, shown in dashed lines, of a rotor brake device 6, which has the brake caliper 4 and a brake disc 5, of the wind turbine, in particular an offshore wind turbine.
  • the repair device 1 attached to the brake caliper 4 has a carrier device 7 which has a holding device 8 and an alignment device 10 suitable for receiving an end effector 9 .
  • the holding device 8 has a fastening device 11 for the detachable fastening of the carrier device 7 on the brake caliper 4 of the rotor braking device 6 of the wind turbine.
  • the fastening device 11 is designed as a two permanent magnets 12 having permanent-magnetic Magneteinrich device 13 for magnetic fastening of the carrier device 7 on the brake caliper 4 .
  • the holding device 8 has a permanent magnet 12 arranged on a base body 14 on which the fastening device 11 and the alignment device 10 carry the support arm 15 are arranged.
  • the carrier arm 15 having a longitudinal axis X can be pivoted on the base body 14 of the holding device 8 and can be fixed in different pivoted positions 16 .
  • the carrier arm 15 is pivoted into a horizontal pivot position 16 by means of the pivoting device 17 arranged on a permanent magnet 12 .
  • the swivel Device 17 is controlled and/or regulated by the control device 32 so that it can pivot the carrier arm 15 arranged on the base body 14 by means of pneumatically operated lifting pistons 26 .
  • the carrier device 7 is fastened to the object 2 in such a way that the alignment device 10 accommodating the end effector 9 is positioned in the area of the corrosion damage.
  • the alignment device 10 is suitable for being able to move and/or pivot the end effector 9 arranged on the alignment device 10 .
  • the alignment device 10 has an end effector carrier 18 arranged movably on the carrier arm 15 and positioning means 18 by which the end effector carrier 18 can be moved and aligned relative to the carrier arm 15 .
  • the positioning means 19 have, in particular, drive units 20 designed as servomotors, drive spindles 21 and coupling elements 22 .
  • the reference symbols for the drive units 20, drive spindles 21 and coupling elements 22 associated with the positioning means 19 are each identified with a to c.
  • the end effector carrier 18 is arranged on a carriage 23 connected via a first drive spindle 21a and first coupling elements 22a to a first drive unit 20a.
  • the end effector carrier 18 is connected via second and third drive spindles 21b, 21c and second and third coupling elements 22b, 22c connected to second and third drive units 20b, 20c of the positioning means 19.
  • the end effector carrier 18 is arranged on a further slide 27, so that the end effector carrier 18 rotates about the axis of rotation Z due to the guidance of the further slide 27 in an arcuate slot 28 when the further slide 27 moves in the axial direction of the longitudinal axis X.
  • the rotation of the end effector carrier 18 about the axis of rotation Y is achieved via a gear wheel connection 43 connected to the coupling element 22c.
  • the positioning means 19 accordingly makes it possible to move the end effector carrier 18 belonging to the alignment device 10 in a spatial coordinate and independently rotate it around two axes of rotation in order to optimally use the end effector for repairing corrosion damage on a surface of an object 2 exposed to the weather to align to the surface.
  • the end effector 9 is detachably arranged on the alignment device 10 in order to enable an exchange with another end effector 24 .
  • the end effector 9 has a laser device 25 in the illustrated embodiment.
  • the laser device 25 has a laser head 29 and a laser source, the laser source being connected to the laser head 29 by means of a light transmission device 30 .
  • the laser head 29 is expediently mounted in a remote-controlled laser head mount which has several degrees of freedom for manipulation.
  • the laser device 25 is suitable for various geometric settings to realize that allow laser cleaning of the entire Oberflä chen Kunststoffs. A focus distance of 191 mm to 211 mm in an angle range of -3° to +5° to the surface normal can be realized for all positions.
  • the laser device 25 has a suction device 31 for suction of corroded material occurring during the removal of the corrosion. Since material emissions usually occur during laser cleaning, the suction pipe is brought close to the surface to be cleaned.
  • the repair device 1 has a control device 32 for controlling and/or regulating the repair device 1, but expediently at least the pivoting device 17, the alignment device 10 and the end effector 9.
  • the control device 32 is preferably designed as a programmable logic controller (PLC).
  • PLC programmable logic controller
  • the repair device 1 has a plurality of end effectors 9, 24 in order to carry out different process steps in a fully automated manner and without replacing the end effectors 9, 24.
  • the end effects 9, 24 can be arranged on different carrier arms that can be addressed individually via the control device 32, the carrier arms preferably corresponding in their embodiment to the carrier arm 15 described.
  • the repairing device 1 performs the method for repairing a corrosion damage of a surface of an object 2 exposed to the weather.
  • the method is used to repair corrosion damage to a surface exposed to the weather of a wind turbine, in particular whose offshore wind turbine, formed object 2 a set. Corrosion damage often occurs in offshore wind turbines due to the seawater-containing weather, so that the method can be optimally used in particular for repairing corrosion damage to a surface of an offshore wind turbine that is exposed to the weather.
  • the procedural ren is expediently as an in-situ method - carried out - on the spot, namely the wind turbine.
  • the method carried out using the repair device 1 has the method steps a) laser-free pre-cleaning of the surface showing the corrosion damage, b) laser cleaning of the surface showing the corrosion damage and c) coating of the surface prepared by the laser cleaning with a protective layer.
  • the protective layer can be designed as a coating and/or seal.
  • the pre-cleaning of the surface showing the corrosion damage expediently comprises the pre-cleaning steps of a rough cleaning, a desalination and a drying of the surface.
  • the individual pre-cleaning steps of the pre-cleaning are preferably carried out according to the aforementioned sequence, namely rough cleaning, desalination and drying. The omission of individual pre-cleaning steps is possible, but not really recommended.
  • the repair device 1 has a further end effector 24 which can be used for the coarse cleaning and is designed as a pre-cleaning device 33 . This has a coarse cleaning unit 34, a desalination unit 35, a concentration measuring unit 36 and a drying unit 37 and is shown schematically in FIG.
  • the pre-cleaning tion device 33 has three nozzle systems 38a-c and the concentration measuring unit 36. To make it easier to distinguish between the nozzle systems, they are marked with a to c.
  • the nozzle systems 38a-c can preferably be aligned individually and are each connected to a system source via a line network assigned to the respective nozzle system 38a-c. Due to the connection to the control device 32, the pre-cleaning device 33 is expediently fully automated or can be automated. Rough cleaning is preferably carried out with a cleaning agent, in particular a chemical cleaning agent, for example a water-soluble surfactant, which is sprayed onto the surface to be roughly cleaned by means of a nozzle system 38a of the pre-cleaning device 33.
  • a cleaning agent in particular a chemical cleaning agent, for example a water-soluble surfactant
  • the rough cleaning takes place by mechanical cleaning, for example by means of a brush unit arranged on the end effector 9, 24, which preferably has one or more brush heads.
  • the brush unit expediently has a metal brush that is pressed against the surface to be cleaned and thus wipes off dirt particles and removes paint and corrosion particles. Compressed air is used to facilitate their detachment.
  • chemical cleaning for example, oily contamination, contamination resulting from wearing parts, coarse salt contamination and other contamination caused by dirt or the like are cleaned from the surface showing the corrosion damage.
  • Desalination then takes place, preferably with deionized water, which is sprayed onto the roughly cleaned surface using a corresponding nozzle system 38b of the pre-cleaning device 33 .
  • deionized water also refers to demineralized or distilled water.
  • any liquid that can absorb salt ions to desalinate the surface is suitable. Water is particularly suitable as it does not attack the surface to be pre-cleaned.
  • a measurement of the concentration of the soluble salts on the surface showing the corrosion damage is preferably carried out.
  • the concentration measurement of the soluble salts is carried out by means of a method according to Bresle. When protecting surfaces exposed to the weather, the surface must be checked for salt contamination before coating. The salt contamination can seriously affect the adhesion and quality of the coating.
  • the Bresle method which is based on increasing the electrical conductivity of water as a function of the concentration of salt ions, is the standard for this test according to ISO standards 8502-6 and 8502-9.
  • the surface is preferably dried with unlubricated compressed air, which is also applied via the corresponding nozzle system 38c of the pre-cleaning device 33 .
  • unlubricated compressed air which is also applied via the corresponding nozzle system 38c of the pre-cleaning device 33 .
  • the pre-cleaning device 33 described above can also be designed as four individual end effectors 24 .
  • the surface showing the corrosion damage is at least partially subjected to a material-removing surface treatment. For example, edges formed on the surface are removed.
  • This preparatory measure also serves to improve adhesion of the protective layer applied to the surface and thus leads to a higher-quality and more durable coating.
  • a further end effector 24 can be used for this purpose and arranged on the alignment device 10 .
  • the laser cleaning of the surface showing the corrosion damage is then carried out.
  • lasers with specially configured class 4 solid-state lasers are used.
  • the corroded material is removed from the surface by vaporization or burning by means of a laser beam emitting short laser pulses, which are bundled and hit the surface to be cleaned.
  • Laser cleaning thus enables selective, gentle, pore-deep and damage-free cleaning of the surface showing the corrosion damage.
  • the removed corroded material is sucked off by means of a suction device 31 arranged below the laser head 29, so that the surface to be cleaned with the laser device 25 has essentially no residues of the corroded material after the laser cleaning.
  • the surface roughness of the surface treated with the laser beam is checked, if required.
  • an impression of at least part of the laser-cleaned surface is made from one or more technical silicones and the surface roughness of the impression is analyzed. After making the impression will only the part of the laser-cleaned surface used for the impression is cleaned again. A new cleaning preferably takes place. This is done with an alcohol, expediently with propan-2-ol. Testing the surface roughness allows the - usually subsequent - assessment of the surface prepared for the coating in an analysis laboratory and thus an assessment of the quality and service life of the applied protective layer.
  • the surface roughness of the laser-cleaned surface should preferably be less than or equal to 1 mth.
  • a further end effector 24 embodied as an impression-taking device can also be used for this purpose and arranged on the alignment device 10 .
  • the protective layer is then applied in one or more layers to the surface prepared by laser cleaning.
  • the application is carried out by means of a further end effector 24 designed as a coating device 39.
  • a coating device is shown schematically in Fig. 7 and as a nozzle system 41 having a spray nozzle 40, a line system and a system source for storing the coating material educated.
  • the spray nozzle 40 is designed as a single-component or multi-component nozzle.
  • a multi-layer protective coating enables a further improvement in the quality and durability of the applied coating compared to a single-layer protective coating.
  • Different layers with different layer thicknesses can also be implemented here in order to adapt the coating to the requirements of the weather.
  • Suitable coatings include SIKA SikaCor SW-1000 RepaCor, STEELPAINT or HEMPEL Hempadur EM 35740.
  • the coating device also offers the possibility of applying a surface seal.
  • sealants such as STOPAQ EasyQote VE Paste or EasyQote VE Basecote are used here.
  • a layer thickness measuring device 42 is suitable for determining the layer thickness of the protective layer applied to the prepared surface in a non-destructive method.
  • Non-destructive methods include eddy current testing, microwave testing and ultrasonic testing.
  • the layer thickness measuring device 42 is preferably arranged on an end effector 24, particularly preferably together with the coating device 39 on an end effector 24. The layer thickness measurement is expediently carried out after the protective layer has dried or parallel to the coating of the surface.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Reparaturvorrichtung (1) und ein Reparatursystem (3) zur Reparatur eines Korrosionsschadens einer der Witterung ausgesetzten Oberfläche eines Objekts (2).

Description

Verfahren, Reparaturvorrichtung und Reparatursystem zur Repa ratur eines Korrosionsschadens einer der Witterung ausgesetz- ten Oberfläche eines Objekts
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Reparaturvorrich tung und ein Reparatursystem zur Reparatur eines Korrosions schadens einer der Witterung ausgesetzten Oberfläche eines Objekts . Bei Objekten aller Art, insbesondere bei Windkraftanlagen, treten häufig an der Witterung ausgesetzten Oberflächen des Objekts korrosionsbedingte Schäden auf. Die korrosionsbeding ten Schäden können dazu führen, dass das entsprechende Objekt in seiner Nutzung beeinträchtigt ist. Aufgabe der Erfindung ist es die Korrosionsschäden an den Ob jekten zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass mittels einer Reparaturvorrichtung die Verfahrensschritte a) laserlose Vorreinigung der den Kor- rosionsschaden aufweisenden Oberfläche, b) Laserreinigung der den Korrosionsschaden aufweisenden Oberfläche und c) Be schichtung der durch die Laserreinigung aufbereiteten Ober fläche mit einer Schutzschicht durchgeführt werden. Überra schenderweise wurde herausgefunden, dass durch das Verfahren die als Schutzschicht auf die durch die Laserreinigung aufbe reitete Oberfläche des Objekts aufgetragene Beschichtung qua litativ hochwertiger und somit langlebiger ist.
Unter einem Korrosionsschaden ist zum einen zu verstehen, dass sich an der der Witterung ausgesetzten Oberfläche des Objekts, insbesondere der Windkraftanlage, Korrosion ausbil det und zum anderen, dass bspw. eine fehlerhafte Beschichtung auf die Oberfläche aufgetragen worden ist. Die Reparatur des Korrosionsschadens besteht nunmehr darin, das korrodierte Ma- terial und/oder die fehlerhaft aufgebrachte Beschichtung ab zutragen .
Nach einer diesbezüglichen Fortbildung des Verfahrens umfasst die Vorreinigung der den Korrosionsschaden aufweisenden Ober fläche eine Grobreinigung und/oder eine Entsalzung und/oder eine Trocknung der Oberfläche.
Die Grobreinigung erfolgt zweckmäßigerweise mit einem chemi schen Reinigungsmittel, wie z. B. wasserlöslichen Tensiden, oder mittels einer mechanischen Reinigung, bspw. mittels ei ner Bürsteneinheit. Durch die Grobreinigung werden bspw. öl- haltige Verunreinigungen, aus Verschleißteilen resultierende Verunreinigungen, Salzverunreinigungen und sonstige Verunrei nigungen durch Schmutz von der den Korrosionsschaden aufwei senden Oberfläche gereinigt.
Die Entsalzung erfolgt vorzugsweise mit deionisiertem Wasser. Mit deionisiertem Wasser wird im Weiteren auch deminerali- siertes oder destilliertes Wasser bezeichnet. Entsprechend einer weiteren Fortbildung des Verfahrens wird nach der Ent salzung eine Konzentrationsmessung der lösbaren Salze auf der den Korrosionsschaden aufweisenden Oberfläche durchgeführt. Die Konzentrationsmessung der lösbaren Salze wird mittels ei nes Verfahrens nach Bresle durchgeführt. Beim Schutz von der Witterung ausgesetzten Oberflächen muss vor dem Beschichten die Oberfläche auf Salzverunreinigungen geprüft werden. Die Salzverunreinigungen können die Haftung und die Qualität der Beschichtung stark beeinträchtigen. Das auf der Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit von Wasser in Abhängigkeit von der Konzentration an Salzionen beruhende Verfahren nach Bresle ist gemäß der ISO-Normen 8502-6 und 8502-9 Standard für diese Prüfung.
Die Trocknung der Oberfläche erfolgt in bevorzugter Weise mit ungeölter Druckluft. Hierdurch werden die Rückstände der Grobreinigung und/oder der Entsalzung von der den Korrosions schaden aufweisenden Oberfläche beseitigt. Gemäß einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des Ver fahren wird nach der Vorreinigung der den Korrosionsschaden aufweisenden Oberfläche diese Oberfläche zumindest teilweise einer materialabtragenden Oberflächennachbehandlung unterzo gen. Bei dieser Oberflächennachbehandlung werden zweckmäßi- gerweise von der Oberfläche ausgebildete Kanten abgetragen. Auch diese vorbereitende Maßnahme dient der verbesserten Haf tung der aufgetragenen Schutzschicht auf der Oberfläche und führt somit zu einer qualitativ hochwertigeren und langlebi geren Beschichtung. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Laserreinigung der den Korrosionsschaden aufweisenden Ober fläche ein Entfernen des korrodierten Materials durch einen Laserstrahl und ein Absaugen des entfernten korrodierten Ma terials. Die Laserreinigung erfolgt mit speziell konfigurier- ten Klasse 4 Festkörperlasern, wobei kurze Laserimpulse ge bündelt auf die zu reinigende Oberfläche auftreffen. Die Schicht aus korrodiertem Material wird durch die zumindest teilweise absorbierte Laserstrahlung von der zu reinigenden Oberfläche abgetragen. Die Laserreinigung ermöglicht eine se lektive, schonende, porentiefe und beschädigungsfreie Reini- gung der den Korrosionsschadens aufweisenden Oberfläche. Die zeitgleich erfolgende Absaugung des entfernten korrodierten Materials führt zu einer im Wesentlichen rückstandsfreien Reinigung der den Korrosionsschadens aufweisenden Oberfläche.
Bevorzugt erfolgt nach der Laserreinigung eine Prüfung der Oberflächenrauigkeit der mit einem Laserstrahl bearbeiteten Oberfläche. Zur Prüfung der Oberflächenrauigkeit wird ein Ab druck zumindest eines Teils der lasergereinigten Oberfläche hergestellt und die Oberflächenrauigkeit des Abdrucks analy siert . Nach der Herstellung des Abdrucks wird nur der für den Abdruck verwendete Teil der lasergereinigten Oberfläche er neut gereinigt. Die erneute Reinigung erfolgt mit einem Alko hol, zweckmäßigerweise mit Propan-2-ol. Die Prüfung der Ober flächenrauigkeit erlaubt die - im Regelfall nachgelagerte - Begutachtung der für die Beschichtung aufbereiteten Oberflä- che und somit eine Einschätzung der Qualität und Lebensdauer der aufgetragenen Schutzschicht.
Darüber hinaus wird bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens die Schutzschicht auf die durch die Laserreinigung aufbereitete Oberfläche ein- oder mehrschichtig aufgetragen. Bspw. ermöglicht eine mehrschichtige Schutzschicht eine wei tere Verbesserung der Qualität und Lebensdauer der aufgetra genen Beschichtung. Hierbei können auch unterschiedliche Schichten mit verschiedenen Schichtdicken realisiert werden, um die Beschichtung an die Erfordernisse der Witterung anzu- passen. Das Verfahren wird zweckmäßigerweise als in-situ Verfahren durchgeführt .
Bevorzugt wird das Verfahren zur Reparatur eines Korrosions schadens einer der Witterung ausgesetzten Oberfläche eines von einer Windkraftanlage, insbesondere von Offshore-Wind- kraftanlage, gebildeten Objekts eingesetzt. Die Reparaturvor richtung zur Durchführung des Verfahrens wird an der Wind kraftanlage lösbar befestigt, insbesondere an einem Bremssat tel einer Rotorbremsvorrichtung der Windkraftanlage, insbe- sondere mittels permanentmagnetischen Magnetkräften. Bei
Offshore-Windkraftanlagen kommt es aufgrund der meerwasser haltigen Witterung häufig zu Korrosionsschäden, sodass das Verfahren insbesondere zur Reparatur eines Korrosionsschadens einer der Witterung ausgesetzten Oberfläche eines von einer Windkraftanlage, insbesondere von Offshore-Windkraftanlage, hier optimal einsetzbar ist.
Überdies wird diese Aufgabe bei einer Reparaturvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Repara turvorrichtung eine über eine zur Aufnahme eines Endeffektors geeigneten Ausrichtungseinrichtung verfügenden Trägereinrich tung aufweist, wobei die Ausrichtungseinrichtung geeignet ist, um den an der Ausrichtungseinrichtung angeordneten End effektor verschieben und/oder verschwenken zu können, wobei die Trägereinrichtung eine Haltevorrichtung aufweist, durch die die Trägereinrichtung an dem Objekt derart befestigbar ist, dass die den Endeffektor aufnehmende Ausrichtungsein richtung im Bereich des Korrosionsschadens positioniert ist. Durch die Reparaturvorrichtung ist es möglich den auftreten den Korrosionsschaden in-situ am Objekt zu reparieren. Unter einem Korrosionsschaden ist zum einen zu verstehen, dass sich an der der Witterung ausgesetzten Oberfläche des Objekts, insbesondere der Windkraftanlage, Korrosion ausbil det und zum anderen, dass bspw. eine fehlerhafte Beschichtung auf die Oberfläche aufgetragen worden ist. Die Reparatur des Korrosionsschadens besteht nunmehr darin, das korrodierte Ma- terial und/oder die fehlerhaft aufgebrachte Beschichtung ab zutragen .
Bei einer diesbezüglich vorteilhaften Ausbildung der Repara turvorrichtung ist der Endeffektor an der Ausrichtungsein richtung lösbar angeordnet, um einen Austausch mit einem wei- teren Endeffektor zu ermöglichen. Durch den Austausch des
Endeffektors wird eine Multifunktionalität der Reparaturvor richtung erreicht, die auch nachträglich zu einer Erweiterung der Funktionen der Reparaturvorrichtung führt.
Vorzugsweise weist die Haltevorrichtung eine Befestigungsein- richtung zur lösbaren Befestigung der Trägereinrichtung am Objekt aufweist. Hierbei ist die Befestigungseinrichtung als eine permanentmagnetische Magneteinrichtung zur magnetischen Befestigung der Trägereinrichtung am Objekt ausgebildet. Hierdurch ist eine sehr einfache Befestigungsmöglichkeit ge- geben.
Weiter weist die Haltevorrichtung einen Grundkörper auf, an dem die Befestigungseinrichtung und ein die Ausrichtungsein richtung tragender Trägerarm angeordnet sind. Der Trägerarm ist an dem Grundkörper der Haltevorrichtung verschwenkbar und in unterschiedlichen Schwenkpositionen fixierbar angeordnet.
Zweckmäßigerweise weist die Ausrichtungseinrichtung einen be weglich an dem Trägerarm angeordneten Endeffektorträger und Positioniermittel auf, durch die der Endeffektorträger rela tiv zum Trägerarm beweglich und ausrichtbar ist. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Repara turvorrichtung ist der Endeffektor als Lasereinrichtung und/oder als Vorreinigungseinrichtung und/oder als Beschich tungseinrichtung und/oder als Trocknungseinrichtung und/oder als Abdrucknahmeeinrichtung und/oder eine als Schichtdicken messeinrichtung ausgebildet.
Bevorzugt weist die Lasereinrichtung einen Laserkopf und eine Laserquelle auf, wobei die Laserquelle mittels einer Licht übertragungseinrichtung mit dem Laserkopf verbunden ist. Hierdurch ist eine dezentrale Anordnung der Lasereinrichtung möglich. Weiter bevorzugt weist die Lasereinrichtung eine Ab saugeinrichtung zur Absaugung von beim Entfernen der Korro sion auftretenden korrodierten Materials auf. Die Laserreini gung ermöglicht eine selektive, schonende, porentiefe und be- schädigungsfreie Reinigung der den Korrosionsschadens aufwei senden Oberfläche. Die bevorzugt zeitgleich erfolgende Absau gung des entfernten korrigierten Materials führt zu einer im Wesentlichen rückstandsfreien Reinigung der den Korrosions schadens aufweisenden Oberfläche. Entsprechend einer vorteilhaften Ausbildung der Reparaturvor richtung weist die Vorreinigungseinrichtung eine Grobreini gungseinheit und/oder eine Entsalzungseinheit und/oder eine Trocknungseinheit und/oder eine Konzentrationsmesseinheit auf. Die Grobreinigung erfolgt zweckmäßigerweise mit einem chemi schen Reinigungsmittel, wie z. B. wasserlöslichen Tensiden, das durch die Grobreinigungseinheit auf die entsprechende Oberfläche, insbesondere durch Aufsprühen mittels einer Sprühdüse, vorzugsweise einer Einstoff- oder einer Mehrstoff- düse, aufbringbar ist. Das Reinigungsmittel kann auch unter Druck aufgesprüht werden. Die Grobreinigung kann auch durch eine mechanische Reinigung erfolgen, bspw. mittels einer an dem Endeffektor angeordneten Bürsteneinheit, die bevorzugt eine oder mehrere Bürstenköpfe aufweist. Durch die Grobreini gung werden bspw. ölhaltige Verunreinigungen, aus Verschleiß- teilen resultierende Verunreinigungen, Salzverunreinigungen und sonstige Verunreinigungen durch Schmutz von der den Kor rosionsschaden aufweisenden Oberfläche gereinigt.
Die Entsalzung erfolgt vorzugsweise mit deionisiertem Wasser. Auch das deionisierte Wasser wird bevorzugt mittels einer als Sprühdüseneinrichtung, insbesondere als Einstoff- oder Mehr stoffdüse, ausgebildeten Sprüheinrichtung auf die entspre chende zu entsalzende Oberfläche aufgesprüht.
Die nach der Entsalzung durchgeführte Konzentrationsmessung der lösbaren Salze auf der den Korrosionsschaden aufweisenden Oberfläche wird mittels eines Verfahrens nach Bresle durchge führt .
Die Trocknung der Oberfläche erfolgt in bevorzugter Weise mit einer eine ungeölte Druckluft verdüsenden Drucklufteinrich tung. Hierdurch werden die Rückstände der Grobreinigung und/oder der Entsalzung von der den Korrosionsschaden aufwei- senden Oberfläche beseitigt.
Zweckmäßigerweise wird die als Schutzschicht auf die durch die Vor- und Laserreinigung aufbereitete Oberfläche des Ob jekts, insbesondere der Windkraftanlage, mittels der Be- Schichtungseinrichtung aufgetragen. Die Beschichtungseinrich tung ist bevorzugt als Sprühdüseneinrichtung in Form einer Einstoff- oder Mehrstoffdüse ausgebildet. Hierdurch wird die Schutzschicht mit einer konstanten, vordefinierten Schichtdi cke auf die aufbereitete Oberfläche aufgetragen, sodass die Schutzschicht gleichmäßig abtrocknet. Die Schichtdickenmesseinrichtung ist geeignet die Schichtdi cke der auf die aufbereitete Oberfläche aufgetragenen Schutz sicht in einem zerstörungsfreien Verfahren zu ermitteln. Zer störungsfreie Verfahren sind u.a. die Wirbelstromprüfung, die Mirkowellenprüfung, die Ultraschallprüfung.
Die Reparaturvorrichtung weist zweckmäßigerweise eine Steue rungseinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Repara turvorrichtung auf. Bevorzugt wird der Endeffektor oder wer den die Endeffektoren der Reparaturvorrichtung durch die Steuerungseinrichtung gesteuert und/oder geregelt um das Ver fahren zur Reparatur eines Korrosionsschadens einer der Wit terung ausgesetzten Oberfläche eines Objekts im Wesentlichen zu automatisieren.
Darüber hinaus wird diese Aufgabe bei einem Reparatursystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass diese ein Re paratursystem mit einer Reparaturvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 30 und einer Windkraftanlage ist, wobei die Reparaturvorrichtung an der Windkraftanlage lösbar befestigt ist. Bei einem diesbezüglichen Reparatursystem ist die Reparatur vorrichtung bevorzugt an einem Bremssattel einer Rotorbrems vorrichtung der Windkraftanlage befestigt, insbesondere mit tels permanentmagnetischen Magnetkräften.
Zweckmäßigerweise ist die Reparaturvorrichtung zur Durchfüh- rung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 geeig net.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich nung näher erläutert und in dieser zeigen Figur 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform einer Re paraturvorrichtung,
Figur 2 eine Seitenansicht von rechts der Ausführungsform der Reparaturvorrichtung, Figur 3 eine Seitenansicht von links der Ausführungsform der Reparaturvorrichtung,
Figur 4 eine Draufsicht der Ausführungsform der Reparatur vorrichtung,
Figur 5 eine Untersicht der Ausführungsform der Reparatur vorrichtung,
Figur 6 eine schematische Darstellung einer ersten Ausfüh rungsform eines Endeffektors zur Vorreinigung und
Figur 7 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausfüh rungsform eines Endeffektors mit einer Beschich- tungs- und Schichtdickenmesseinrichtung.
Sofern keine anderslautenden Angaben gemacht werden, bezieht sich die nachfolgende Beschreibung auf sämtliche in der Zeichnung illustrierten Ausführungsformen eines eine Repara turvorrichtung 1 zur Reparatur eines Korrosionsschadens einer der Witterung ausgesetzten Oberfläche eines als Windkraftan lage ausgebildeten Objekts 2 aufweisenden Reparatursystems 3.
Unter einem Korrosionsschaden wird einerseits sich an der der Witterung ausgesetzten Oberfläche des Objekts, insbesondere der Windkraftanlage, ausbildende Korrosion und andererseits eine fehlerhaft auf die Oberfläche aufgetragene Beschichtung verstanden. Die Reparatur des Korrosionsschadens dementspre chend darin, das korrodierte Material und/oder die fehlerhaft aufgebrachte Beschichtung abzutragen.
Die Reparaturvorrichtung 1 ist lösbar an einem gestrichelt dargestellten Bremssattel 4 einer den Bremssattel 4 und eine Bremsscheibe 5 aufweisenden Rotorbremsvorrichtung 6 der Wind kraftanlage, insbesondere einer Offshore-Windkraftanlage, be festigt .
Die an dem Bremssattel 4 befestigte Reparaturvorrichtung 1 weist eine Trägereinrichtung 7 auf, die über eine Haltevor richtung 8 und über eine zur Aufnahme eines Endeffektors 9 geeignete Ausrichtungseinrichtung 10 verfügt.
Die Haltevorrichtung 8 weist eine Befestigungseinrichtung 11 zur lösbaren Befestigung der Trägereinrichtung 7 am Bremssat- tel 4 der Rotorbremsvorrichtung 6 der Windkraftanlage auf.
Die Befestigungseinrichtung 11 ist als eine zwei Permanent magnete 12 aufweisende, permanentmagnetische Magneteinrich tung 13 zur magnetischen Befestigung der Trägereinrichtung 7 am Bremssattel 4 ausgebildet. Die Haltevorrichtung 8 weist einen an einem Permanentmagneten 12 angeordneten Grundkörper 14 auf, an dem die Befestigungs einrichtung 11 und ein die Ausrichtungseinrichtung 10 tragen der Trägerarm 15 angeordnet sind. Der eine Längsachse X auf- weisende Trägerarm 15 ist an dem Grundkörper 14 der Haltevor- richtung 8 verschwenkbar und in unterschiedlichen Schwenkpo sitionen 16 fixierbar angeordnet. Beispielhaft ist in der ge zeigten Ausführungsform der Trägerarm 15 mittels der an einem Permanentmagneten 12 angeordneten Schwenkeinrichtung 17 in eine horizontale Schwenkposition 16 verschwenkt. Die Schwenk- einrichtung 17 wird durch die Steuerungseinrichtung 32 ge steuert und/oder geregelt, sodass diese mittels pneumatisch betriebenen Hubkolben 26 den am Grundkörper 14 angeordneten Trägerarm 15 verschwenken kann. Die Trägereinrichtung 7 ist an dem Objekt 2 derart befestigt, dass die den Endeffektor 9 aufnehmende Ausrichtungseinrich tung 10 im Bereich des Korrosionsschadens positioniert ist.
Die Ausrichtungseinrichtung 10 ist geeignet, um den an der Ausrichtungseinrichtung 10 angeordneten Endeffektor 9 ver- schieben und/oder verschwenken zu können. Hierzu weist die Ausrichtungseinrichtung 10 einen beweglich an dem Trägerarm 15 angeordneten Endeffektorträger 18 und Positioniermittel 18 auf, durch die der Endeffektorträger 18 relativ zum Trägerarm 15 beweglich und ausrichtbar ist. Die Positioniermittel 19 weisen insbesondere als Servomotoren ausgebildete Antriebs einheiten 20, Antriebsspindeln 21 und Kopplungselemente 22 auf. Zur besseren Unterscheidung werden die Bezugszeichen für die den Positioniermitteln 19 zugeordneten Antriebseinheiten 20, Antriebsspindeln 21 und Kopplungselemente 22 jeweils mit a bis c gekennzeichnet.
Zur Bewegung des Endeffektorträgers 18 in Achsrichtung der Längsachse X des Trägerarms 15 ist der Endeffektorträger 18 auf einem über eine erste Antriebsspindel 21a und erste Kopp lungselemente 22a mit einer ersten Antriebseinheit 20a ver- bundenen Schlitten 23 angeordnet.
Zur Ausrichtung des Endeffektorträgers 18 um eine der Längs achse X des Trägerarms 15 entsprechenden Drehachse Y und um eine zu dieser normal ausgerichteten weiteren Drehachse Z ist der Endeffektorträger 18 über zweite und dritte Antriebsspin- dein 21b, 21c und zweite und dritte Kopplungselemente 22b, 22c mit zweiten und dritten Antriebseinheiten 20b, 20c der Positioniermittel 19 verbunden. Hierzu wird der Endeffektor träger 18 auf einem weiteren Schlitten 27 angeordnet, sodass der Endeffektorträger 18 aufgrund der Führung des weiteren Schlittens 27 in einem bogenförmigen Langloch 28 bei einer Bewegung des weiteren Schlittens 27 in Achsrichtung der Längsachse X eine Rotation um die Drehachse Z ausführt. Die Rotation des Endeffektorträgers 18 um die Drehachse Y wird über eine an das Kopplungselement 22c angeschlossene Zahnrad Verbindung 43 erreicht.
Durch die Positioniermittel 19 ist es dementsprechend möglich den auf dem zur Ausrichtungseinrichtung 10 gehörenden Endef fektorträger 18 in einer Raumkoordinate verschieben und unab hängig davon um zwei Drehachsen drehen zu können, um so den Endeffektor zur Reparatur eines Korrosionsschadens einer der Witterung ausgesetzten Oberfläche eines Objekts 2 optimal zu der Oberfläche ausrichten zu können.
Der Endeffektor 9 an der Ausrichtungseinrichtung 10 lösbar angeordnet ist, um einen Austausch mit einem weiteren Endef- fektor 24 zu ermöglichen.
Der Endeffektor 9 weist in der illustrierten Ausführungsform eine Lasereinrichtung 25 auf.
Die Lasereinrichtung 25 weist einen Laserkopf 29 und eine La serquelle auf, wobei die Laserquelle mittels einer Lichtüber- tragungseinrichtung 30 mit dem Laserkopf 29 verbunden ist.
Der Laserkopf 29 ist zweckmäßigerweise in einer mehrere Frei heitsgrade zur Manipulation aufweisenden ferngesteuerten La serkopfhalterung montiert. Auf diese Weise ist die Laserein richtung 25 geeignet, verschiedene geometrische Einstellungen zu realisieren, die eine Laserreinigung des gesamten Oberflä chenbereichs ermöglichen. Für alle Positionen kann ein Fokus abstand von 191 mm bis 211 mm im Winkelbereich von -3° bis +5° zur Oberflächennormalen realisiert werden. Zudem weist die Lasereinrichtung 25 eine Absaugeinrichtung 31 zur Absau gung von beim Entfernen der Korrosion auftretenden korrodier ten Material auf. Da beim Laserreinigen in der Regel Materi alemissionen entstehen, wird das Absaugrohr in die Nähe der zu reinigenden Oberfläche gebracht. Die Reparaturvorrichtung 1 weist eine Steuerungseinrichtung 32 zur Steuerung und/oder Regelung der Reparaturvorrichtung 1 auf, zweckmäßigerweise zumindest jedoch der Schwenkeinrich tung 17, der Ausrichtungseinrichtung 10 und des Endeffektors 9. Die Steuerungseinrichtung 32 ist vorzugsweise als einer speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ausgebildet. Die Steuerungseinrichtung 32 ist beispielhaft in Fig. 2 darge stellt .
In einer nicht illustrierten Ausführungsformen weist die Re paraturvorrichtung 1 mehrere Endeffektoren 9, 24 auf, um un- terschiedliche Verfahrensschritte vollautomatisiert und ohne Austausch der Endeffektoren 9, 24 auszuführen. Die Endef fektoren 9, 24 können hierbei auf unterschiedlichen, einzeln über die Steuerungseinrichtung 32 ansprechbaren Trägerarmen angeordnet sein, wobei die Trägerarme in ihrer Ausführungs- form bevorzugt dem beschriebenen Trägerarm 15 entsprechen.
Die Reparaturvorrichtung 1 führt das Verfahren zur Reparatur eines Korrosionsschadens einer der Witterung ausgesetzten Oberfläche eines Objekts 2 durch. Das Verfahren wird zur Re paratur eines Korrosionsschadens einer der Witterung ausge setzten Oberfläche eines von einer Windkraftanlage, insbeson- dere von Offshore-Windkraftanlage, gebildeten Objekts 2 ein gesetzt. Bei Offshore-Windkraftanlagen kommt es aufgrund der meerwasserhaltigen Witterung häufig zu Korrosionsschäden, so- dass das Verfahren insbesondere zur Reparatur eines Korrosi- onsschadens einer der Witterung ausgesetzten Oberfläche einer Offshore-Windkraftanlage optimal einsetzbar ist. Das Verfah ren wird zweckmäßigerweise als in-situ Verfahren - an Ort und Stelle, nämlich der Windkraftanlage - durchgeführt.
Das mittels der Reparaturvorrichtung 1 durchgeführte Verfah- ren weist die Verfahrensschritte a) Laserlose Vorreinigung der den Korrosionsschaden aufweisenden Oberfläche, b) Laser reinigung der den Korrosionsschaden aufweisenden Oberfläche und c) Beschichtung der durch die Laserreinigung aufbereite ten Oberfläche mit einer Schutzschicht auf. Die Schutzschicht kann hierbei als Beschichtung und/oder Versiegelung ausgebil det sein.
Die Vorreinigung der den Korrosionsschaden aufweisenden Ober fläche umfasst zweckmäßigerweise die Vorreinigungsschritte einer Grobreinigung, einer Entsalzung und einer Trocknung der Oberfläche. Die einzelnen Vorreinigungsschritte der Vorreini gung erfolgen bevorzugt entsprechend der vorgenannten Reihen folge, nämlich Grobreinigung, Entsalzung und Trocknung. Das Weglassen einzelner Vorreinigungsschritte ist möglich, aber nicht wirklich empfehlenswert. Die Reparaturvorrichtung 1 weist einen für die Grobreinigung einsetzbaren als Vorreinigungseinrichtung 33 ausgebildeten, weiteren Endeffektor 24 auf. Dieser weist eine Grobreini gungseinheit 34, eine Entsalzungseinheit 35, eine Konzentra tionsmesseinheit 36 und eine Trocknungseinheit 37 auf und ist schematisch in Fig. 6 dargestellt. Hierzu weist die Vorreini- gungseinrichtung 33 drei Düsensysteme 38a-c und die Konzent rationsmesseinheit 36 auf. Zur besseren Unterscheidbarkeit der Düsensysteme sind diese mit a bis c gekennzeichnet. Die Düsensysteme 38a-c sind bevorzugt einzeln ausrichtbar, und mit jeweils einer Systemquelle über ein dem jeweiligen Düsen system 38a-c zugeordneten Leitungsnetz verbunden. Durch die Anbindung an die Steuerungseinrichtung 32 ist die Vorreini gungseinrichtung 33 zweckmäßigerweise voll automatisiert oder automatisierbar . Bevorzugt erfolgt die Grobreinigung mit einem Reinigungsmit tel, insbesondere einem chemischen Reinigungsmittel, bspw. einem wasserlöslichen Tensid, das auf die grob zu reinigende Oberfläche mittels Düsensystem 38a der Vorreinigungseinrich tung 33 aufgesprüht wird. Durch die Grobreinigung werden bspw. ölhaltige Verunreinigungen, aus Verschleißteilen resul tierende Verunreinigungen, grobe Salzverunreinigungen und sonstige Verunreinigungen durch Schmutz oder dergleichen von der den Korrosionsschaden aufweisenden Oberfläche gereinigt.
Entsprechend einer nicht illustrierten Ausführungsform er- folgt die Grobreinigung durch eine mechanischen Reinigung, bspw. mittels einer an dem Endeffektor 9, 24 angeordneten Bürsteneinheit, die bevorzugt eine oder mehrere Bürstenköpfe aufweist. Die Bürsteneinheit weist zweckmäßigerweise eine Me tallbürste auf, die gegen die zu reinigende Oberfläche ge- drückt wird und so Schmutzpartikel abstreift und Lack- und Korrosionspartikel entfernt. Um deren Ablösung zu erleich tern, wird Druckluft eingesetzt. So werden wie auch bei der chemischen Reinigung bspw. ölhaltige Verunreinigungen, aus Verschleißteilen resultierende Verunreinigungen, grobe Salz- Verunreinigungen und sonstige Verunreinigungen durch Schmutz oder dergleichen von der den Korrosionsschaden aufweisenden Oberfläche gereinigt. Die Entsalzung erfolgt im Anschluss vorzugsweise mit deioni- siertem Wasser, das auf die grob gereinigte Oberfläche mit tels entsprechendem Düsensystem 38b der Vorreinigungseinrich tung 33 aufgesprüht wird. Mit deionisiertem Wasser wird im Weiteren auch demineralisiertes oder destilliertes Wasser be zeichnet. Prinzipiell ist jede Flüssigkeit geeignet, die zur Entsalzung der Oberfläche Salzionen aufnehmen kann. Wasser ist besonders geeignet, da es die vorzureinigende Oberfläche nicht angreift. Nach der Entsalzung wird vorzugsweise eine Konzentrationsmes sung der lösbaren Salze auf der den Korrosionsschaden aufwei senden Oberfläche durchgeführt. Die Konzentrationsmessung der lösbaren Salze wird mittels eines Verfahrens nach Bresle durchgeführt. Beim Schutz von der Witterung ausgesetzten Oberflächen muss vor dem Beschichten die Oberfläche auf Salz verunreinigungen geprüft werden. Die Salzverunreinigungen können die Haftung und die Qualität der Beschichtung stark beeinträchtigen. Das auf der Erhöhung der elektrischen Leit fähigkeit von Wasser in Abhängigkeit von der Konzentration an Salzionen beruhende Verfahren nach Bresle ist gemäß der ISO- Normen 8502-6 und 8502-9 Standard für diese Prüfung.
Die Trocknung der Oberfläche erfolgt in bevorzugter Weise mit ungeölter Druckluft, die auch über das entsprechende Düsen system 38c der Vorreinigungseinrichtung 33 appliziert wird. Hierdurch werden die Rückstände der Grobreinigung und/oder der Entsalzung von der den Korrosionsschaden aufweisenden Oberfläche beseitigt und die Oberfläche nicht verunreinigt.
Die vorab beschriebene Vorreinigungseinrichtung 33 kann auch als vier einzelne Endeffektoren 24 ausgebildet sein. Nach der Vorreinigung wird - sofern notwendig - die den Kor rosionsschaden aufweisende Oberfläche zumindest teilweise ei ner materialabtragenden Oberflächennachbehandlung unterzogen. Bspw. werden von der Oberfläche ausgebildete Kanten abgetra- gen. Auch diese vorbereitende Maßnahme dient der verbesserten Haftung der aufgetragenen Schutzschicht auf der Oberfläche und führt somit zu einer qualitativ hochwertigeren und lang lebigeren Beschichtung. Hierzu kann ein weiterer Endeffektor 24 eingesetzt und auf der Ausrichtungseinrichtung 10 angeord- net werden.
Im Anschluss daran wird die Laserreinigung der den Korrosi onsschaden aufweisenden Oberfläche durchgeführt. Hierzu wer den Laser mit speziell konfigurierten Klasse 4 Festkörperla sern eingesetzt. Durch einen kurze Laserimpulse aussendenden Laserstrahl, die gebündelt auf die zu reinigende Oberfläche auftreffen, wird das korrodierte Material von der Oberfläche durch Verdampfen oder Verbrennen entfernt. Die Laserreinigung ermöglicht so eine selektive, schonende, porentiefe und be schädigungsfreie Reinigung der den Korrosionsschadens aufwei- senden Oberfläche. Gleichzeitig erfolgt ein Absaugen des ent fernten korrodierten Materials mittels einer unterhalb des Laserkopfs 29 angeordneten Absaugeinrichtung 31, damit die mit der Lasereinrichtung 25 zu reinigende Oberfläche nach der Laserreinigung im Wesentlichen keine Rückstände des korro- dierten Materials mehr aufweist.
Bevorzugt erfolgt nach der Laserreinigung - falls erforder lich - eine Prüfung der Oberflächenrauigkeit der mit dem La serstrahl bearbeiteten Oberfläche. Zur Prüfung der Oberflä chenrauigkeit wird ein Abdruck zumindest eines Teils der la- sergereinigten Oberfläche aus einem oder mehreren technischen Silikonen hergestellt und die Oberflächenrauigkeit des Ab drucks analysiert. Nach der Herstellung des Abdrucks wird nur der für den Abdruck verwendete Teil der lasergereinigten Oberfläche erneut gereinigt. Vorzugsweise erfolgt eine er neute Reinigung. Diese erfolgt mit einem Alkohol, zweckmäßi gerweise mit Propan-2-ol. Die Prüfung der Oberflächenrauig- keit erlaubt die - im Regelfall nachgelagerte - Begutachtung der für die Beschichtung aufbereiteten Oberfläche in einem Analyselabor und somit eine Einschätzung der Qualität und Le bensdauer der aufgetragenen Schutzschicht. Bevorzugterweise sollte die Oberflächenrauigkeit der lasergereinigten Oberflä- che kleiner gleich 1 mth sein. Auch hierzu kann ein weiterer als Abdrucknahmeeinrichtung ausgebildeter Endeffektor 24 ein gesetzt und auf der Ausrichtungseinrichtung 10 angeordnet werden .
Danach wird die Schutzschicht auf die durch die Laserreini- gung aufbereiteten Oberfläche ein- oder mehrschichtig aufge tragen. Das Aufträgen erfolgt in der illustrierten Ausfüh rungsform mittels eines weiteren als Beschichtungseinrichtung 39 ausgebildeten Endeffektors 24. Eine solche Beschichtungs einrichtung ist in Fig. 7 schematisch dargestellt und als ein über eine Sprühdüse 40, ein Leitungssystem und eine System quelle zur Bevorratung des Beschichtungsmaterials verfügendes Düsensystem 41 ausgebildet. Die Sprühdüse 40 ist je nach auf zutragender Beschichtung als Einstoff- oder Mehrstoffdüse ausgebildet. Bspw. ermöglicht eine mehrschichtige Schutz- Schicht im Vergleich mit einer einschichtigen Schutzschicht eine weitere Verbesserung der Qualität und Lebensdauer der aufgetragenen Beschichtung. Hierbei können auch unterschied liche Schichten mit verschiedenen Schichtdicken realisiert werden, um die Beschichtung an die Erfordernisse der Witte- rung anzupassen. Als Beschichtungseinrichtung kann bspw. eine Sprüh- oder Pinsellackierung, eine Kartuschenpresse oder eine manuelle Anbringung des Korrosionsschutzes eingesetzt werden. Geeignete Beschichtungen sind u.a. SIKA SikaCor SW-1000 Repa- Cor, STEELPAINT oder HEMPEL Hempadur EM 35740.
Durch die Beschichtungseinrichtung besteht darüber hinaus die Möglichkeit eine Oberflächenversiegelung aufzutragen. Hier kommen bspw. Versiegelungen wie STOPAQ EasyQote VE Paste oder EasyQote VE Basecote zu Einsatz.
Eine Schichtdickenmesseinrichtung 42 ist geeignet die Schichtdicke der auf die aufbereitete Oberfläche aufgetrage nen Schutzsicht in einem zerstörungsfreien Verfahren zu er- mittein. Zerstörungsfreie Verfahren sind u.a. die Wirbels tromprüfung, die Mirkowellenprüfung, die Ultraschallprüfung. Die Schichtdickenmesseinrichtung 42 ist bevorzugt an einem Endeffektor 24 angeordnet, besonders bevorzugt zusammen mit der Beschichtungseinrichtung 39 an einem Endeffektor 24. Die Schichtdickenmessung erfolgt zweckmäßigerweise nach einer Trocknung der Schutzschicht oder parallel zur Beschichtung der Oberfläche.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Reparatur eines Korrosionsschadens einer der Witterung ausgesetzten Oberfläche eines Objekts mit tels einer Reparaturvorrichtung (1) aufweisend die Ver fahrensschritte: a) Laserlose Vorreinigung der den Korrosionsschaden auf- weisenden Oberfläche, b) Laserreinigung der den Korrosionsschaden aufweisenden Oberfläche und c) Beschichtung der durch die Laserreinigung aufbereite ten Oberfläche mit einer Schutzschicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorreinigung der den Korrosionsschaden aufweisenden Oberfläche eine Grobreinigung und/oder eine Entsalzung und/oder eine Trocknung der Oberfläche umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobreinigung mit einem chemischen Reinigungsmittel oder als mechanische Reinigung mittels Bürsteneinheit er folgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dass die Entsalzung mit deionisiertem Wasser erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass nach der Entsalzung eine Konzentrati onsmessung der lösbaren Salze auf der den Korrosionsscha den aufweisenden Oberfläche durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentrationsmessung der lösbaren Salze mittels ei nes Verfahrens nach Bresle durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die Trocknung der Oberfläche mit unge ölter Druckluft erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Vorreinigung der den Korrosionsschaden aufweisenden Oberfläche diese Ober fläche zumindest teilweise einer materialabtragenden Oberflächennachbehandlung unterzogen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass von der Oberfläche ausgebildete Kanten abgetragen werden
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserreinigung der den Korrosionsschaden aufweisenden Oberfläche ein Entfernen des korrodierten Materials durch einen Laserstrahl und ein Absaugen des entfernten korrodierten Materials um fasst.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Laserreinigung eine Prüfung der Oberflächenrauigkeit der mit einem Laser strahl bearbeiteten Oberfläche erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Prüfung der Oberflächenrauigkeit ein Abdruck zumin dest eines Teils der lasergereinigten Oberfläche herge stellt wird und die Oberflächenrauigkeit des Abdrucks analysiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass nur der für den Abdruck verwendete Teil der lasergerei nigten Oberfläche nach der Herstellung des Abdrucks er neut gereinigt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erneute Reinigung mit einem Alkohol erfolgt.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht auf die durch die Laserreinigung aufbereitete Oberfläche ein- o- der mehrschichtig aufgetragen wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als in-situ Verfahren durchgeführt wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Reparatur eines Kor rosionsschadens einer der Witterung ausgesetzten Oberflä che eines von einer Windkraftanlage, insbesondere von Offshore-Windkraftanlage, gebildeten Objekts (2) einge setzt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Reparaturvorrichtung (1) zur Durchführung des Verfah rens an der Windkraftanlage lösbar befestigt wird, insbe- sondere an einem Bremssattel (4) einer Rotorbremsvorrich tung (6) der Windkraftanlage, insbesondere mittels perma nentmagnetischen Magnetkräften.
19. Reparaturvorrichtung (1) zur Reparatur eines Korrosions schadens einer der Witterung ausgesetzten Oberfläche ei nes Objekts (2), mit einer über eine zur Aufnahme eines Endeffektors (9, 24) geeigneten Ausrichtungseinrichtung (10) verfügenden Trägereinrichtung (7), wobei die Aus richtungseinrichtung (10) geeignet ist, um den an der Ausrichtungseinrichtung (10) angeordneten Endeffektor (9, 24) verschieben und/oder verschwenken zu können, wobei die Trägereinrichtung (7) eine Haltevorrichtung (8) auf- weist, durch die die Trägereinrichtung (7) an dem Objekt (2) derart befestigbar ist, dass die den Endeffektor (9, 24) aufnehmende Ausrichtungseinrichtung (10) im Bereich des Korrosionsschadens positioniert ist.
20. Reparaturvorrichtung (1) nach Anspruch 19, dadurch ge kennzeichnet, dass der Endeffektor (9) an der Ausrich tungseinrichtung (10) lösbar angeordnet ist, um einen Austausch mit einem weiteren Endeffektor (24) zu ermögli chen.
21. Reparaturvorrichtung (1) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (8) eine Befestigungseinrichtung (11) zur lösbaren Befesti gung der Trägereinrichtung (7) am Objekt (2) aufweist.
22. Reparaturvorrichtung (1) nach Anspruch 21, dadurch ge kennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (11) als eine permanentmagnetische Magneteinrichtung (13) zur mag netischen Befestigung der Trägereinrichtung (7) am Objekt (2) ausgebildet ist.
23. Reparaturvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (8) einen Grundkörper (14) aufweist, an dem die Befestigungs einrichtung (11) und ein die Ausrichtungseinrichtung (10) tragender Trägerarm (15) angeordnet sind.
24. Reparaturvorrichtung (1) nach Anspruch 23, dadurch ge kennzeichnet, dass der Trägerarm (15) an dem Grundkörper (14) der Haltevorrichtung (8) verschwenkbar und in unter schiedlichen Schwenkpositionen (16) fixierbar angeordnet ist.
25. Reparaturvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 19 bis
24, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungseinrich tung (10) einen beweglich an dem Trägerarm (15) angeord neten Endeffektorträger (18) und Positioniermittel (19) aufweist, durch die der Endeffektorträger (18) relativ zum Trägerarm (15) beweglich und ausrichtbar ist.
26. Reparaturvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 19 bis
25, dadurch gekennzeichnet, dass der Endeffektor (9, 24) als Lasereinrichtung (25) und/oder als Vorreinigungsein richtung (33) und/oder als Beschichtungseinrichtung (39) und/oder als Trocknungseinrichtung und/oder als Abdruck nahmeeinrichtung und/oder als Schichtdickenmesseinrich tung (42) ausgebildet ist.
27. Reparaturvorrichtung (1) nach Anspruch 26, dadurch ge kennzeichnet, dass die Lasereinrichtung (25) einen Laser kopf (29) und eine Laserquelle aufweist, wobei die Laser quelle mittels einer Lichtübertragungseinrichtung (30) mit dem Laserkopf (29) verbunden ist.
28. Reparaturvorrichtung (1) nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasereinrichtung (25) eine Absaugeinrichtung (31) zur Absaugung von beim Ent fernen der Korrosion auftretenden korrodierten Material aufweist.
29. Reparaturvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorreinigungsein richtung (33) eine Grobreinigungseinheit (34) und/oder eine Entsalzungseinheit (35) und/oder eine Trocknungsein heit (37) und/oder eine Konzentrationsmesseinheit (36) aufweist.
30. Reparaturvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Reparaturvorrichtung (1) eine Steuerungseinrichtung (32) zur Steuerung und/o- der Regelung der Reparaturvorrichtung (1) aufweist.
31. Reparatursystem (3) mit einer Reparaturvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 19 bis 30 und einer Windkraftan lage, wobei die Reparaturvorrichtung (1) an der Wind kraftanlage lösbar befestigt ist.
32. Reparatursystem (3) nach Anspruch 31, dadurch gekenn zeichnet, dass die Reparaturvorrichtung (1) an einem Bremssattel (4) einer Rotorbremsvorrichtung (6) der Wind kraftanlage befestigt ist, insbesondere mittels perma nentmagnetischen Magnetkräften.
33. Reparatursystem (3) nach Anspruch 31 oder 32, dadurch ge kennzeichnet, dass die Reparaturvorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 geeignet ist.
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