Korrosionsschutztechnik

Die internationale Schifffahrt verursacht durch Schweröl und Schiffsdiesel erhebliche CO₂- und Schadstoffemissionen, sodass der Umstieg auf wasserstoffbasierte Kraftstoffe wie Methanol und künftig Ammoniak notwendig wird. Allerdings bestehen noch Unsicherheiten zur Korrosionsbeständigkeit von Materialien entlang der Kraftstoffkette. Das Projekt untersucht daher das Korrosionsverhalten unter Methanol- und Ammoniakexposition, bewertet geeignete Fertigungs- und Beschichtungstechnologien und entwickelt neue Prüfmethoden. Ziel ist die Bereitstellung zuverlässiger, korrosionsbeständiger Systemkomponenten für einen sicheren und wirtschaftlichen Einsatz dieser alternativen Schiffskraftstoffe.

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Das Projekt untersucht die Langzeitwirksamkeit von Thermisch gespritztem Aluminium (TSA)-Korrosionsschutz für einen Offshore-Windpark in der Ostsee. Dafür wurden unterschiedliche mit TSA beschichtete Stahlproben auf speziellen Gestellen im Sediment- und Wasserbereich im Windpark ausgebracht und diese werden nach mehreren Jahren im Labor analysiert. Die Herausforderung für das in der Ostsee neuartige Korrosionsschutzkonzept liegt in den besonderen Ostseebedingungen wie Brackwasser, wechselnde Sauerstoffverfügbarkeit sowie niedrige Temperaturen im Winter. Als Lösung wird eine realitätsnahe Feldauslagerung kombiniert mit detaillierter Analytik durchgeführt. Der Nutzen besteht in belastbaren Daten, höherer Betriebssicherheit und frühzeitiger Erkennung potenzieller Schwachstellen.

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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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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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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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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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