Projekt 02464/01

Verfahren und Vorrichtung zum Entlacken und zum Entfernen von Schichten von FlÀchen unter Verwendung von mit Eispartikeln versetztem Hochdruckwasser

ProjekttrÀger

Werner & Zeisse GmbH & Co
KorĂŒgen 6
24226 HeikendorfZielsetzung und Anlass des Vorhabens Im Gegensatz zu bekannten Methoden der Abreinigung von OberflĂ€chen durch Einbringen von Sandteilchen in einen Zuluftstrom lag dem Projekt die Idee zugrunde, Eispartikel oder gefrorene FlĂŒssigkeit zu verwenden, da diese nach Gebrauch schmelzen und das entstehende Wasser von den gelösten Verunreinigungen getrennt werden kann. Das Vorhaben beinhaltete die DurchfĂŒhrung von Langzeitversuchen auf einem Versuchsstand zum Nachweis der generellen FunktionsfĂ€higkeit des Entlackens von FlĂ€chen mit eishaltigem Hochdruckwasser, der Findung wissenschaftlicher Eckdaten sowie der Entwicklung einer containerisierten Anlage zum Eisstrahlen und der anschließenden Erprobung dieser Anlage unter Praxisbedingungen auf einer Werft. Folgende Kriterien und Ziele wurden fĂŒr einen ersten Projektteil formuliert: Verwendung von konventionellem Eis und gesonderte Brucheiserzeugung, DurchfĂŒhrung von Langzeitversuchen mit verschiedenen PrĂ€missen, wie z. B. optimale Eisbereitung/Eisbevorratung, minimale/optimale Eistemperatur, Transport zur DĂŒse/Eisbeschleunigung vor der DĂŒse, FlĂ€chenleistungen (Strahlergebnis beim Abtrag neuer, völlig intakter sowie alter Beschichtungen, Rost und Bewuchs). Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZunĂ€chst galt es, die technischen Anforderungen an die zu entwickelnden Versuchsstand mit der Eismaschine und die Ablaufplanung der Versuche zu prĂ€zisieren. Dazu wurde von der Firma Seus KĂ€ltetechnik ein spezieller Scherbeneisbereiter mit einer Leistung von 2.000 kg/24 h (etwa 83 kg/h) gebaut. Die installierte KĂ€lteleistung war fĂŒr das umweltfreundliche FCKW-freie KĂ€ltemittel R 1270 (Propylen) ausgelegt. Das Funktionsprinzip des Scherbeneisbereiters lĂ€ĂŸt sich wie folgt beschreiben: Eine rotierende Verdampferwalze bewegt sich in einem niveauregulierten Wasserbad und benetzt sich selbsttĂ€tig. Das Wasser erstarrt auf der WalzenoberflĂ€che. Die Eigenspannungen im sich bildenden Eis, die wĂ€hrend des Gefriervorganges durch die unterschiedlichen AggregatzustĂ€nde des Wassers verbunden mit der Änderung der Dichte sowie durch Temperaturdifferenzen zwischen Walze, Wasser/Eis und Luft entstehen, fĂŒhren zum eigenstĂ€ndigen Abplatzen der dĂŒnnen Eisschicht von der Walze. Mit Hilfe des Eisabweisers wird das Eis von der Walze gehoben und es rutscht von dort in einen BehĂ€lter. Intensiv wurde besonders die Variante der separaten Brucheiserzeugung mit scharfen Bruchkanten mit Hilfe des Scherbeneisbereiters untersucht. Die Versuchsanlage wurde dazu durch VerĂ€nderung und ErgĂ€nzungen der Walzen modifiziert. Folgende Baugruppen gehörten zum Versuchsaufbau: Scherbeneisbereiter, Kryopel-Anlage (KĂŒhlung des Scherbeneises mit flĂŒssigem Stickstoff), Stickstofftank, KĂŒhlzelle, Versuchsstand mit zu strahlender FlĂ€che, Hochdruckpumpe, spezifische InjektordĂŒse der GKSS. Bei den Strahlversuchen wurden die verschiedensten Arten von Beschichtungen an 9 Probeplatten gestrahlt. Ergebnisse und Diskussion Zum Projekt liegt neben den Zwischenberichten 12/93 und 03/94 der Abschlußbericht vom August 1994 vor. Als einheitlicher Beurteilungsmaßstab des Ergebnisses wurde die Abtragsleistung festgelegt. Sie errechnet sich aus der in einer gemessenen Zeit abgetragenen FlĂ€che. Gleichzeitig wurde die QualitĂ€t der Bearbeitung vermerkt. Die Beurteilung erfolgte nach den in der DIN 55928 festgelegten VergleichsflĂ€chen zum Strahlen. Die Versuche zeigten, daß: - der Abstand zwischen DĂŒse und Probeplatte, - der Wasserdruck und - die Eistemperatur als die entscheidenden Hauptparameter zu betrachten sind. In Auswertung der bisherigen Versuche leitete die Kooperationsgemeinschaft folgende Thesen ab: - die Abtragsleistung ist hauptsĂ€chlich abhĂ€ngig von der Eistemperatur und vom Wasserdruck;- abhĂ€ngig von der Farbe bzw. der gesamten Beschichtung (mehrere Farbschichten ĂŒbereinander) mĂŒssen die Parameter Druck, Temperatur und Strahlabstand gewĂ€hlt werden; - es sind Eistemperaturen zwischen - 60o C und -110o C optimal; - als wirkungsvollste ScherbeneisgrĂ¶ĂŸe hat sich der Bereich 2 bis 5 mm herausgestellt; - der Strahlabstand sollte zwischen 3 bis 15 cm gewĂ€hlt werden, wobei zwischen 10 und 15 cm ein Scheitelpunkt liegt; - Beschichtungen ĂŒber 150 mm Schichtdicke lassen sich leichter entfernen als solche mit z. B. 40 mm, wie Grundierungen, einzelne Lackschichten; - die Eisherstellung mit flĂŒssigem Stickstoff ist im Vergleich zur Scherbeneisbereitung mit anschließender NachkĂŒhlung mit flĂŒssigem Stickstoff um das bis zu 3-fache kostenintensiver; - durch den Zusatz von Scherbeneis zum Druckwasser lĂ€ĂŸt sich auf dem Versuchsstand im Bereich ĂŒber 650 bar Wasserdruck eine Steigerung der Abtragsleistung in AbhĂ€ngigkeit der Beschichtungsart und an- derer Parameter auf das 2- bis 3-fache gegenĂŒber dem reinen Druckwasserstrahlen erzielen. Das Verfahren und seine Wirksamkeit wurden in einem Video dargestellt. Fazit Gegenstand dieser Projektphase waren erste Entwicklungsschritte fĂŒr ein Verfahren zur Beseitigung alter Farben, Lacke und Ă€hnlicher Schichten sowie von Rost und Verunreinigungen als Vorbereitung fĂŒr einen nachfolgenden OberflĂ€chenschutz. Bei den FlĂ€chen handelte es sich insbesondere um metallische FlĂ€chen wie von Schiffen und Stahlbauten. GrundsĂ€tzlich konnte das Verfahren auch zur Fassadenreinigung von GebĂ€uden 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 UmweltvertrĂ€glichkeit des Eisstrahlverfahrens mit untersucht. Die FunktionsfĂ€higkeit der Versuchsanlage wurde nachgewiesen und gezeigt, daß die Kombination von Druckwasser und Eispartikel eine deutliche Steigerung der abrasiven FlĂ€chenleistung bewirkt. Es schien möglich, mit diesem Verfahren wesentlich bessere OberflĂ€chenqualitĂ€ten pro Zeiteinheit erreichen zu können. 1995 bewilligte die Deutsche Bundesstiftung Umwelt die zweite Projektphase AZ 02464/02 Entwicklung eines Verfahrens zum Entlacken und zum Entfernen von Schichten von FlĂ€chen durch eishaltiges Hochdruckwasser und Bau eines Prototyps der Eisstrahlanlage. Das Gesamtprojekt wurde im Mai 1998 abgeschlossen.

Übersicht

Telefon

0431/731892

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Bundesland

Alte und Neue BundeslÀnder

Fördersumme

186.772,37 €

Förderzeitraum

02.08.1993 - 18.06.1998