Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Im Gegensatz zu bekannten Methoden der Abreinigung von Oberfl\u00e4chen durch Einbringen von Sandteilchen in einen Zuluftstrom lag dem Projekt die Idee zugrunde, Eispartikel oder gefrorene Fl\u00fcssigkeit zu verwenden, da diese nach Gebrauch schmelzen und das entstehende Wasser von den gel\u00f6sten Verunreinigungen getrennt werden kann.
\nDas Vorhaben beinhaltete die Durchf\u00fchrung von Langzeitversuchen auf einem Versuchsstand zum Nachweis der generellen Funktionsf\u00e4higkeit des Entlackens von Fl\u00e4chen mit eishaltigem Hochdruckwasser, der Findung wissenschaftlicher Eckdaten sowie der Entwicklung einer containerisierten Anlage zum Eisstrahlen und der anschlie\u00dfenden Erprobung dieser Anlage unter Praxisbedingungen auf einer Werft.
\nFolgende Kriterien und Ziele wurden f\u00fcr einen ersten Projektteil formuliert: Verwendung von konventionellem Eis und gesonderte Brucheiserzeugung, Durchf\u00fchrung von Langzeitversuchen mit verschiedenen Pr\u00e4missen, wie z. B. optimale Eisbereitung\/Eisbevorratung, minimale\/optimale Eistemperatur, Transport zur D\u00fcse\/Eisbeschleunigung vor der D\u00fcse, Fl\u00e4chenleistungen (Strahlergebnis beim Abtrag neuer, v\u00f6llig intakter sowie alter Beschichtungen, Rost und Bewuchs).<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZun\u00e4chst galt es, die technischen Anforderungen an die zu entwickelnden Versuchsstand mit der Eismaschine und die Ablaufplanung der Versuche zu pr\u00e4zisieren. Dazu wurde von der Firma Seus K\u00e4ltetechnik ein spezieller Scherbeneisbereiter mit einer Leistung von 2.000 kg\/24 h (etwa 83 kg\/h) gebaut. Die installierte K\u00e4lteleistung war f\u00fcr das umweltfreundliche FCKW-freie K\u00e4ltemittel R 1270 (Propylen) ausgelegt.
\nDas Funktionsprinzip des Scherbeneisbereiters l\u00e4\u00dft sich wie folgt beschreiben: Eine rotierende Verdampferwalze bewegt sich in einem niveauregulierten Wasserbad und benetzt sich selbstt\u00e4tig. Das Wasser erstarrt auf der Walzenoberfl\u00e4che. Die Eigenspannungen im sich bildenden Eis, die w\u00e4hrend des Gefriervorganges durch die unterschiedlichen Aggregatzust\u00e4nde des Wassers verbunden mit der \u00c4nderung der Dichte sowie durch Temperaturdifferenzen zwischen Walze, Wasser\/Eis und Luft entstehen, f\u00fchren zum eigenst\u00e4ndigen Abplatzen der d\u00fcnnen Eisschicht von der Walze.
\nMit Hilfe des Eisabweisers wird das Eis von der Walze gehoben und es rutscht von dort in einen Beh\u00e4lter.
\nIntensiv wurde besonders die Variante der separaten Brucheiserzeugung mit scharfen Bruchkanten mit Hilfe des Scherbeneisbereiters untersucht. Die Versuchsanlage wurde dazu durch Ver\u00e4nderung und Erg\u00e4nzungen der Walzen modifiziert. Folgende Baugruppen geh\u00f6rten zum Versuchsaufbau: Scherbeneisbereiter, Kryopel-Anlage (K\u00fchlung des Scherbeneises mit fl\u00fcssigem Stickstoff), Stickstofftank, K\u00fchlzelle, Versuchsstand mit zu strahlender Fl\u00e4che, Hochdruckpumpe, spezifische Injektord\u00fcse der GKSS. Bei den Strahlversuchen wurden die verschiedensten Arten von Beschichtungen an 9 Probeplatten gestrahlt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Zum Projekt liegt neben den Zwischenberichten 12\/93 und 03\/94 der Abschlu\u00dfbericht vom August 1994 vor.
\nAls einheitlicher Beurteilungsma\u00dfstab des Ergebnisses wurde die Abtragsleistung festgelegt. Sie errechnet sich aus der in einer gemessenen Zeit abgetragenen Fl\u00e4che. Gleichzeitig wurde die Qualit\u00e4t der Bearbeitung vermerkt. Die Beurteilung erfolgte nach den in der DIN 55928 festgelegten Vergleichsfl\u00e4chen zum Strahlen. Die Versuche zeigten, da\u00df:
\n– der Abstand zwischen D\u00fcse und Probeplatte,
\n– der Wasserdruck und
\n– die Eistemperatur als die entscheidenden Hauptparameter zu betrachten sind.<\/p>\n
In Auswertung der bisherigen Versuche leitete die Kooperationsgemeinschaft folgende Thesen ab:
\n– die Abtragsleistung ist haupts\u00e4chlich abh\u00e4ngig von der Eistemperatur und vom Wasserdruck;- abh\u00e4ngig von der Farbe bzw. der gesamten Beschichtung (mehrere Farbschichten \u00fcbereinander) m\u00fcssen die Parameter Druck, Temperatur und Strahlabstand gew\u00e4hlt werden;
\n– es sind Eistemperaturen zwischen – 60o C und -110o C optimal;
\n– als wirkungsvollste Scherbeneisgr\u00f6\u00dfe hat sich der Bereich 2 bis 5 mm herausgestellt;
\n– der Strahlabstand sollte zwischen 3 bis 15 cm gew\u00e4hlt werden, wobei zwischen 10 und 15 cm ein Scheitelpunkt liegt;
\n– Beschichtungen \u00fcber 150 mm Schichtdicke lassen sich leichter entfernen als solche mit z. B. 40 mm, wie Grundierungen, einzelne Lackschichten;
\n– die Eisherstellung mit fl\u00fcssigem Stickstoff ist im Vergleich zur Scherbeneisbereitung mit anschlie\u00dfender Nachk\u00fchlung mit fl\u00fcssigem Stickstoff um das bis zu 3-fache kostenintensiver;
\n– durch den Zusatz von Scherbeneis zum Druckwasser l\u00e4\u00dft sich auf dem Versuchsstand im Bereich \u00fcber
\n 650 bar Wasserdruck eine Steigerung der Abtragsleistung in Abh\u00e4ngigkeit der Beschichtungsart und an-
\n derer Parameter auf das 2- bis 3-fache gegen\u00fcber dem reinen Druckwasserstrahlen erzielen.
\nDas Verfahren und seine Wirksamkeit wurden in einem Video dargestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Gegenstand dieser Projektphase waren erste Entwicklungsschritte f\u00fcr ein Verfahren zur Beseitigung alter Farben, Lacke und \u00e4hnlicher Schichten sowie von Rost und Verunreinigungen als Vorbereitung f\u00fcr einen nachfolgenden Oberfl\u00e4chenschutz. Bei den Fl\u00e4chen handelte es sich insbesondere um metallische Fl\u00e4chen wie von Schiffen und Stahlbauten. Grunds\u00e4tzlich konnte das Verfahren auch zur Fassadenreinigung von Geb\u00e4uden denkbar sein. Das Projekt sollte direkt zur Abfallvermeidung beitragen, indem die Abfallstoffe nach dem Stand der Technik aufbereitet bzw. schadstoffarm entsorgt werden konnten. Die Entwicklung von Anlagen zur Aufbereitung von Fluiden und festen Abfallstoffen war dabei nicht Bestandteil des Projektes, dennoch wurde die Umweltvertr\u00e4glichkeit des Eisstrahlverfahrens mit untersucht.
\nDie Funktionsf\u00e4higkeit der Versuchsanlage wurde nachgewiesen und gezeigt, da\u00df die Kombination von Druckwasser und Eispartikel eine deutliche Steigerung der abrasiven Fl\u00e4chenleistung bewirkt. Es schien m\u00f6glich, mit diesem Verfahren wesentlich bessere Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4ten pro Zeiteinheit erreichen zu k\u00f6nnen.
\n1995 bewilligte die Deutsche Bundesstiftung Umwelt die zweite Projektphase AZ 02464\/02 Entwicklung eines Verfahrens zum Entlacken und zum Entfernen von Schichten von Fl\u00e4chen durch eishaltiges Hochdruckwasser und Bau eines Prototyps der Eisstrahlanlage. Das Gesamtprojekt wurde im Mai 1998 abgeschlossen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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