Beschichtung, Bewitterung und Korrosionsschutz

Arbeitsbereich

Dieser Bereich des Fraunhofer IGP beschäftigt sich sowohl mit aktuellen fügetechnischen Problemstellungen der Leicht- und Mischbauweisen als auch mit der Entwicklung und Adaption von Fertigungsverfahren für Faserverbundbauteile. Weitere Schwerpunkte sind die Untersuchung von Alterungseinflüssen auf Werkstoffe, Klebverbindungen und Beschichtungen durch Laboralterung in künstlichem Klima.

© Fraunhofer IGP
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In Zusammenarbeit mit dem akkreditierten Prüflabor des Fraunhofer IGP werden Werkstoffe, Verbindungen und Beschichtungssysteme unter genormten Bedingungen geprüft und qualifiziert. Darüber hinaus werden für Spezialanwendungen neue Prüfverfahren entwickelt und eingesetzt.

Im Bereich Korrosionsschutz und künstliche Alterung liegen die Schwerpunkte des IGP in der Entwicklung und Qualifizierung neuartiger Korrosionsschutzsysteme mit verbesserten Eigenschaften sowie der Ermittlung von Alterungseinflüssen.

Teamleitung: Beschichtung, Bewitterung und Korrosionsschutz

Projektübersicht BBK

Schiffshüllenreinigung durch ROVs

Realisierbarkeit einer Schiffshüllenreinigung in Verbindung mit einer Wasseraufbereitung

Biofouling an Schiffshüllen führt zu deutlich gesteigertem Treibstoffverbrauch und der Einschleppung invasiver Spezies in fremde aquatische Lebensräume. Strengere Umwelt- sowie Sicherheitsvorschriften in Verbindung mit ökonomischen Faktoren lassen die regelmäßige mechanisierte Unterwasserreinigung von Schiffshüllen daher attraktiv werden. Ziel dieses Vorhabens ist die Untersuchung der Realisierbarkeit einer ROV-basierten Reinigungslösung inklusive der nachgelagerten Abwasseraufbereitung nach höchsten ökologischen Gesichtspunkten. Dafür werden vielseitige technische Herausforderungen für eine Entwicklung erkannt und beleuchtet. Die Projektarbeiten zeigen, dass mit der Umsetzung eine Möglichkeit zur Ökologisierung der Schifffahrt geschaffen werden kann und für maritime Dienstleister ein neuer Markt entsteht.

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SOT-Unterwasserbeschichten

Korrosionsschutz maritimer Strukturen durch Beschichtungssysteme

Beschichtungen bieten maritimen Strukturen einen wirksamen Schutz vor Korrosion. Bereits während des Transports und der Installation der Anlagen, aber auch im Laufe ihrer langen Standzeiten, kann es zu Beschädigungen der Korrosionsschutzbeschichtung kommen. Im Forschungsprojekt Unterwasser-Instandhaltung entwickelt das Fraunhofer IGP im Rahmen der Forschungsgruppe Smart Ocean Technologies daher eine smarte Lösung zur Reparatur von Beschichtungsschäden an maritimen Strukturen. Was derzeit durch den Einsatz von Taucher:innen umgesetzt wird, soll zukünftig durch Unterwasserfahrzeuge (ROV) mechanisiert werden. Als Grundlage der Technologie dient ein in Laborversuchen qualifizierter Beschichtungsprozess für die Unterwasser-Anwendung. Durch die anschließende Anbindung der entwickelten Applikationstechnik an entsprechende Fahrzeuge werden Reparaturarbeiten dabei effizienter und sicherer.

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Korrosionsschutz von Offshore-Windenergieanlagen durch Beschichtungssysteme

OWSplus - Entwicklung einer Vorlegetechnologie für den automatisierten Korrosionsschutz von schwimmenden Mehrzweckplattformen

Extreme atmosphärische und hohe mechanische Belastungen zeichnen die Anforderungen an Beschichtungssysteme im Offshore-Bereich aus. Dort eingesetzte Stahlkonstruktionen sind im Bereich der Kanten und Schweißnähte aufgrund der auftretenden Kantenflucht besonders anfällig für Korrosionsschäden. Um die Stahlstruktur zu schützen wird nach derzeitigem Stand eine zusätzliche Schicht im händischen Prozess aufgetragen (Vorlegeprozess). Dieser Vorlegeprozess ist sehr zeit- und kostenintensiv, wodurch ein hohes Einsparungspotenzial durch die Möglichkeit der Automatisierung abgeleitet werden kann. Darüber hinaus wird die Implementierung einer optischen Inline-Schichtdickenmessung zur Qualitätssicherung untersucht. Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden die Automatisierungspotentiale erarbeitet und in realen Versuchen an Mockup-Strukturen umgesetzt.

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FoKO-Wind

Entwicklung von Folienbeschichtungssystemen und deren Applikationstechniken als Korrosionsschutz von Offshore-Windenergieanlagen

Offshore-Windenergieanlagen sind ständig Wind, Wasser und Salz ausgesetzt. Der Schutz der stahlbaulichen Strukturen wird durch leistungsfähige Beschichtungssysteme gewährleistet. Die Applikation dieser flüssigen Beschichtungsstoffe ist durch Umgebungsbedingungen und Qualitätsüberwachung im Beschichtungsprozess mit enormem Aufwand verbunden. Mit Entwicklung eines Folienbeschichtungssystems können die Anforderungen an die technische Hallenausstattung deutlich gesenkt werden. So kann auf eine Lüftungsanlage und auf explosionsgeschützte Bereiche verzichtet werden. Die Entwicklung einer automatisierten Applikationsanlage ist geplant. In Kombination mit dem Folienbeschichtungssystem sinkt der Bedarf an Qualitätsüberwachung erheblich. Außerdem sind weniger Mitarbeiter in den Gefahrenbereichen tätig.  

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Leistungen

Beschichtung:

  • Auswahl und Optimierung von Beschichtungssystemen und -prozessen für Stahlbau- und Offshore-Anwendungen
  • Entwicklung und Erprobung von automatisierter Applikationstechnik für große Strukturen
  • Entwicklung von smarten Beschichtungen mit Funktions- und Sensorintegration
  • Entwicklung von ROV-gestützter Beschichtungstechnik im Unterwasserbereich

Bewitterung:

  • Beschleunigte Laboralterung im akkreditierten Prüflabor
    • Offshore-Prüfung (ISO 12944-9)
    • Salzsprühnebel-/Kondenswasserprüfung
    • UV-/Kondensationsprüfung
    • Xenon-Prüfung
  • Entwicklung von Prüfverfahren für kombinierte mechanische und mediale Beanspruchungen für Spezialanwendungen
  • Kombinierte Prüfverfahren für Großbauteile sowie Füge- und Montageprozesse in einer Klimakammer (-50°C…+60°C)

Korrosionsschutz:

  • Bewertung der Korrosionsschutzwirkung von Beschichtungssystemen sowie an komplexen Strukturen und mechanisch gefügten Verbindungen
  • Bestimmung von Korrosivitätskategorien im Feld und Ableitung notwendiger Korrosionsschutzmaßnahmen
  • Einsatz elektrochemischer Messmethoden zur Quantifizierung neuartiger Beschichtungssystemen im Unterwasserbereich und Überführung vom Laborversuch in reale Umgebungsbedingungen mit großen Probengeometrien

Ausstattung

Prüflabor Fertigungstechnik Analytiklabor Klimalabor
  • Statische Universalprüfmaschinen (bis 1000 kN)
  • Dynamische Pulsatoren (0,1 bis 100 kN; 0,1 bis 100 Hz)
  • Temperiertechnik (-170 bis 200 °C)
  • Kleb- und Laminiertechniklabor
  • NC-Werkstatt für Probenpräparation und Vorrichtungsbau
  • Atmosphärendruckplasmaanlage und Strahltechnik
  • Vakuum- und Pumpentechnik für Fertigungsversuche
  • Laborwickelanlage
  • Kontaktwinkelmessgerät
  • DSC-Gerät
  • Rheometer
  • DMA
  • Auf- und Durchlichtmikroskope
  • Robotergeführte Ultraschallprüfanlage
  • Heliumlecktestgerät
  • Thermografiesystem
  • Klimawechselgeräte und Konstantklimaschränke
  • Salzsprühnebelkammern
  • UV- und Xenon-Bestrahlungsanlagen
  • Klimakammer für Großversuche (90m³, -50°C…+60°C)
  • Feldnahe Probenauslagerung (Wasser/Sediment) mit elektrochemischem Monitoring
  • Freibewitterung

Abteilungsleitung: Neue Werkstoffe und Verfahren