Müller - Dechema

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Müller - Dechema

Korrosionsschutz von Ballastwassertanks
„Ausführung und Inspektion“
HELMUT MÜLLER
„Öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für
Korrosionsschutz im Anlagen-, Tank- und Behälterbau“
(IHK)
VAwS-Sachverständiger für den Gewässerschutz (SOG)
Beschichtungsinspektor „DIN-CERTCO“
FROSIO Norsk Standard NS 476, Inspector level III
Workshop "Ballastwasserbehandlung mit Elektrochemie"
Korrosionsschutz gem. IMO-Standard DECHEMA, Hamburg 07.03.2013
LEISTUNGEN DER UNTERNEHMEN
Helmut Müller GmbH und Helmut Müller PCC
Erstellen von Spezifikationen und
Leistungsbeschreibungen
Baubegleitende Qualitätssicherung
Beratungsleistungen
Ingenieure für Korrosions- und
Bautenschutz
staatl. gepr. Korrosionsschutztechniker
staatl. geprüfte Lacktechniker
FROSIO-Paint-Inspektoren
Schweißfach-Ingenieure
Offshore-Zertifikate
Korrosion kennt keine Grenzen
Überall dort wo Metalle vorhanden sind, ist
auch mit Korrosion zu rechnen.
HELMUT MÜLLER GMBH
PERSONALQUALIFIKATIONEN
Die Art und der Umfang der Korrosion hängt
sowohl von der Legierung der Metalle, wie
auch von der Korrosivität der Umgebung ab.
HELMUT MÜLLER PCC
• Öffentlich bestellter und
vereidigter Sachverständiger
für Korrosionsschutz (IHK)
und dem Gewässerschutz
(SOG)
Gutachten, Schulungen und
Vorträge
Industrie- und Ingenieurbau
Durch Korrosion werden jährlich Werte von
ca. 3-4% des Bruttoinlandsprodukts zerstört.
Somit entstehen Kosten bzw. Wertminderungen durch Korrosionsschäden von
über 100 Milliarden € pro Jahr, alleine in
Deutschland.
Windenergie- und Offshore-Anlagen
1
Windenergie- und Offshore-Anlagen
Gebäude und Sonderbauten
Tankanlagen
Tank- und Behälterbau
Marine- und Schifffahrt
International Maritime Organisation (IMO)
Themenblöcke
International Maritime Organisation (IMO)
Normen und Regelwerke
International Association
Classification
Normenofund
Vorschriften
Societies (IACS)
IMO Res. MSC215 (82)
Performance Standard for Protective Coatings for Delicated
Seawater Ballast Tanks in all Types of Ships and Double-Side
Skin Spaces of Bulk Carriers (PSPC)
Dokumentation
Korrosion – Entstehung und Korrosionsarten
Korrosions- und Beschichtungsschäden
Qualitätsprüfungen nach der Applikation (Schichtdicken,
Haftung, Poren, Fehlstellen usw.)
Oberflächenvorbereitungsverfahren durch Strahlen
Prüfung auf Salze, Oberflächenprofil
IACS Procedural Requirement 34
Procedural Requirement on Application of the IMO
Performance Standard for Protective Coatings (PSPC),
Resolution MSC.215(82), under IACS Common Structural
Rules for Bulk Carriers and Oil Tankers
Verband für Schifffahrt und Meerestechnik e.V. (VSM)
„Fertigungsstandards des deutschen Schiffbaus“
STG-Richtlinien und ISO Standards (Normen und Regelwerke)
2
IMO PSPC gültig für den Korrosionsschutz
Ballastwassertanks aller Neubau-Schiffe, welche
nach dem 1. Juli 2008 in Auftrag gegeben oder welche am bzw.
nach dem 01. Januar 2009 auf Kiel gelegt und/oder
nach dem 01. Januar 2012 ausgeliefert wurden
und >500 GT sind sowie für Doppelwand-Bereiche in Bulk
Carriers die eine Gesamtlänge über 150m aufweisen.
Dokumentation und Protokollierung
Beschichtungsstoffe und -Systeme müssen
geprüft (Labor- und Praxistest)
und zertifiziert sein
Technische Datenblätter
Coating Technical File (CTF) müssen ständig
aktualisiert werden und an Bord des Schiffes
hinterlegt sein
ISO-Normen und Regelwerke
Normen und Vorschriften
„Auszug“
Normen und Regelwerke Teil 2
„Auszug“
DIN EN ISO 8501-2
Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von
Beschichtungsstoffen –
Visuelle Beurteilung der Oberflächenreinheit - Teil 2:
Oberflächenvorbereitungsgrade von beschichteten Oberflächen nach
örtlichem Entfernen der vorhandenen Beschichtungen
DIN EN ISO 8501-3
Beschichtungsstoffen - Visuelle Bewertung der Oberflächenreinheit Vorbereitungsgrade von Schweißnähten, Schnittkanten und anderen
Flächen mit Oberflächenfehlern
DIN EN ISO 8502-3
Beschichtungsstoffen - Prüfungen zum Beurteilen der
Oberflächenreinheit
Beurteilung von Staub auf für das Beschichten vorbereiteten
Stahloberflächen (Klebeband-Verfahren)
DIN EN ISO 8502-4
Anleitung zum Abschätzen der Wahrscheinlichkeit von Taubildung
vor dem Beschichten
DIN EN ISO 12944 „Korrosionsschutz von Stahlbauten durch
Beschichtungssysteme“ Teil 1-8
DIN EN ISO 2808
Bestimmung der Schichtdicke
ISO 19840
Messung der Trockenschichtdicke auf rauen Substraten und Kriterien
für deren Annahme
DIN EN ISO 8501-1 Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von
Beschichtungsstoffen – Visuelle Beurteilung der Oberflächenreinheit
Rostgrade und Oberflächenvorbereitungsgrade von unbeschichteten
Stahloberflächen und Stahloberflächen nach ganzflächigem
Entfernen vorhandener Beschichtungen
.
5. IMO PSPC – Dokumentation
Normen und Regelwerke Teil 3
„Auszug“
DIN EN ISO 8502-6
Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem
Auftragen von Beschichtungsstoffen - Prüfungen zum Beurteilen der
Lösen von wasserlöslichen Verunreinigungen zur Analyse; BresleVerfahren
DIN EN ISO 8502-9
Feldverfahren zum Bestimmen von wasserlöslichen Salzen durch
Leitfähigkeitsmessung
DIN EN ISO 8503-2
Beschichtungsstoffen - Rauheitskenngrößen von gestrahlten
Stahloberflächen
Verfahren zur Prüfung der Rauheit von gestrahltem Stahl;
Vergleichsmusterverfahren
DIN EN ISO 4628
Beschichtungsstoffe - Beurteilung von Beschichtungsschäden Bewertung der Menge und der Größe von Schäden und der Intensität
von gleichmäßigen Veränderungen im Aussehen
Dokumentation
CTF „Coating Technical File“ (Werft)
Statement of Compliance oder Type Approval
Certificate des Beschichtungssystems
Beschichtungsapplikation
Reparaturverfahren
Beschichtungslogbuch
Besichtigungsbericht
Verfahren für die Instandhaltung
CTF muss an Bord verbleiben und gepflegt werden
Instandhaltung der Beschichtung
Inspektionsintervalle alle 5Jahre
3
Maßnahmen gem. IACS PR 34
Spezifikation (Beispiel)
Abweichungen und die dadurch notwendigen
Korrekturmaßnahmen müssen mit dem
verantwortlichen Beschichtungsinspektor
besprochen und festgelegt werden.
Die Werft ist über derartige Abweichungen und
zusätzliche Maßnahmen zu informieren.
Ein Klassenzertifikat kann erst ausgestellt werden,
wenn alle geforderten Korrekturmaßnahmen
abgeschlossen sind.
Int.
Beschichtungsprotokoll (Beispiel)
IACS Guideline - Coating Condition
in Ballast Water Tanks (Revision alle 5 Jahre)
Unterteilung der festgestellten Qualitäten
GOOD – condition with only minor spot rusting.
FAIR – condition with local breakdown at edges of
stiffeners and weld connections and / or light rusting
over 20% or more of areas under consideration, but less
than as defined for POOR condition.
POOR – condition with general breakdown of coating
over 20% or more of areas or hard rust scale at 10% or
more of areas under consideration.
Doku
Inspektions- und Prüfungsbereiche
Beschichtungsinspektion
• Öl, Fett
Begutachtung der vorgestrahlten
Schweißnähte
u.a. Verunreinigungen (DIN Fachbericht 28)
• Schweißnaht und Stahlbaudesign (DIN EN ISO 8501-3)
• Reinheit (DIN EN ISO 8501-1/2)
• Rauheit (DIN EN ISO 8503-2)
• Staub (DIN EN ISO 8502-3)
• lösliche Salze (NaCl) (DIN EN ISO 8502-6)
• Taupunkt (DIN EN ISO 8502-4)
• Trockenfilmschichtdicke (DIN EN ISO 2808/ ISO 19840)
• Verlauf/Pinholes / Poren/Blasen/Fehlstellen (visuelle Prüfung)
VSM
Komplettes Strahlen (Kontrolle der
Reinheit, Rauheit, Salzkontamination
usw.)
2 fullcoats (komplette Beschichtung)
inkl. 2 x Stripe-Coat
Finale Abnahme nach der zweiten FullCoat-Beschichtung
Ergebnisse sind durch den Inspektor zu dokumentieren
und in den CTF zu vermerken. Nachträgliche Schäden sind
wie vorstehend beschrieben zu behandeln.
4
Eisen und Stahl rostet !!!
Foto Ind.
Korrosion
Folgerung
Stahl rostet in Gegenwart von Feuchtigkeit und Sauerstoff
Eisenoxid
Eisen
Verhüttung
Eisen
Eisenoxid
Korrosion
Stahl kann nicht rosten, wenn
•
kein Wasser,
•
kein Sauerstoff und
•
keine Stimulatoren
an die Stahl-Oberfläche gelangen können!
Elektrochemische Korrosion
Dieser Zustand lässt sich durch
Beschichtungssysteme weitgehend herbeiführen.
Sauerstoff, Wasser und Elektrolyt
Ausgangszustand Stahl
Ausgangszustand und Reinheitsgrade
Ausgangszustand nach DIN EN ISO 8501-1
A
B
C
D
Reinheitsgrade nach DIN EN ISO 8501-2
C Sa 1
C Sa 2
C Sa 2 ½
Oberflächenfehler
C Sa 3
Der Ausgangszustand der neuen Stahloberfläche sollte den Grad
„B“ nicht unterschreiten. Profile und Bleche mit zu tiefen Kerben
und Poren sowie starkem Korrosionsabtrag in Form von Lochund Muldenkorrosion sind zu verwerfen bzw. nachzubehandeln.
Oberflächenfehler
5
Beschichtungsgerechte
Konstruktion
Oberflächenfehler
Auszug aus der DIN EN ISO 12944-3
Walzfehler, tiefe Kerben
Halboffene Hohlkörper und
zu nah an der Wand
anliegende Konstruktionen
sind zu vermeiden!
Schweißnahtüberstände
Schweiß- und Brandrückstände
Unzureichendes Design, Abstände
Abstände
Unzureichendes Design und
mangelhafte Abstände
Kantenbearbeitung
Kanten runden > r = 2 mm besser r = 3mm
6
Kantenbearbeitung / Kantenflucht
Unzureichendes Design,
Kantenbearbeitung
Bei einer unzureichend abgerundeten Kante kommt es
aufgrund der physikalisch begründeten
„Kantenflucht“ zu einer Schichtdickenreduzierung.
Beschichtungsschäden im Bereich
von Kanten
DIN EN ISO 8501-3
Kontrolle der Radien
DIN EN ISO 8501-3
7
DIN EN ISO 8501-3
DIN EN ISO 8501-3
Schweißnähte?
DIN EN ISO 8501-3
Gegenüberstellung DIN EN ISO 5817:
Schweißnahtgüte B zur DIN 8501-3
Korrosion u. Korrosionsschutz von Offshore-Windenergiekonstruktionen
05. - 06.03.2013 - Hamburg
Schweißnähte?
8
Schweißnähte?
Schweißnähte?
Schweißnähte?
Schweißnähte?
Schweißnähte
Beschichtete Schweißnaht
Beschichtungslücken
durch mangelhafte
Schweißnahtbearbeitung
9
Beschichtungsmängel durch unzureichende
Schweißnahtausführung bzw.
-nachbearbeitung
Taupunkt
rH
Tair
∆T
Tdew
Tsurface
rH
Tair
Tdew
Tsurface
Delta T
Taupunktbestimmung
Relative Luftfeuchte
Lufttemperatur
Taupunktemperatur
Oberflächentemperatur
Differenz zwischen Taupunttemperatur und
Oberflächentemperatur
Messgeräte zur Bestimmung
des Taupunktes
Vor und während der Applikation ist der Taupunkt
zu messen.
Gemäß DIN EN ISO 12944 ist ein Taupunktabstand
von mind. 3° C. einzuhalten.
Die Messung erfolgt gem. DIN EN ISO 8502-4 durch
kalibrierte Messgeräte.
Der Taupunkt wird entweder direkt auf der Skala
angezeigt oder anhand von Tabellen ermittelt.
Nachweis von Öl und Fett
Kontamination von Bauteilen
durch Öl
Feststellbar und nachzuweisen sind Öle und Fette auf Oberflächen
im Feldversuch nur durch eine Wasserablaufprüfung bzw. einen
Wassersprühtest gemäß DIN Fachbericht 28 oder durch eine
Infrarot-Bestrahlung.
Die Druckluft ist auf Feuchtigkeit und Öl-Kontamination hin zu prüfen.
05. - 06.03.2013 - Hamburg
10
Kontamination von Bauteilen
durch Öl
Oberflächenvorbereitungsverfahren
durch Strahlen
nach DIN EN ISO 12944 Teil 4 bzw. 8501-1
Reinheitsgrad
Sa 1:
Sa 2:
alle nicht festhaftenden Bestandteile sind entfernt
Sa 2 ½:
alle Verunreinigungen etc. sind entfernt
und nur noch als max. leichte Schatten
sichtbar
Sa 3:
wie Sa 2 ½, jedoch keine Schatten oder
Streifen, einheitliches metallisches Aussehen
P Sa 2, 2 ½ und 3:
partielles Entrosten (Fleck- oder Spot-Strahlen)
Sweep-Strahlen:
leichtes Aufrauen und Reinigen der Oberfläche
05. - 06.03.2013 - Hamburg
Strahlmittelprüfung
loser Rost, lose Beschichtungen etc. sind entfernt
Reinheitsgrade
Das Strahlmittel muss frei von artfremden
Verunreinigungen (u.a. Salzen) sein.
Es sollte die korrekte Korngröße aufweisen.
A
B
C
D
C Sa 1
C Sa 2
C Sa 2 ½
C Sa 3
Entsprechend der Anforderung und Bauteiloberfläche ist
die Art des Strahlmittels zu wählen
(grit oder shot, metallisch oder ferritfrei).
Bei Mehrwegstrahlmittel auf Reinheit und Korngröße
achten.
Prüfung des Strahlmittels bzw. Zertifikatvorlage.
Partielles Strahlen
Strahlen der Schweißnähte (Neubau)
vorher
Vor dem ganzflächigen Strahlen
werden alle Schweißnähte
vorgestrahlt und gegebenenfalls
nachgearbeitet (Schweißpickel, Poren,
Löcher etc.). VSM, VSM XIV
nachher
Oberflächenvorbereitung nach Din EN ISO 12944-4 gem. P-Sa 2 ½
11
Oberflächenprofil
Prüfung des Oberflächenprofils
Die Rauheit bzw. das Oberflächenprofil ist besonders
bei dickschichtigen Beschichtungssystemen
entscheidend für eine optimale Haftung zum Substrat.
Tastschnittverfahren
TESTEX
Rz = 50-75µm
Durch eine raue Oberfläche wird die Oberfläche
erheblich vergrößert.
Thermisch gehärtete Kanten
COMPARATOR ISO 8503-1
Staubtest ISO 8502-3
Partikel sichtbar bei 10facher Vergrößerung
jedoch nicht ohne Sehhilfe (<50µm)
Partikel gerade sichtbar ohne Sehhilfe (50100µm)
Partikel deutlich sichtbar ohne Sehhilfe
(<0,5mm)
Partikelgröße zwischen 0,5 und 2,5 mm
Partikel größer 2,5mm
Partikelmenge/ -größe
Stufe 1, bedingt Stufe 2
Bewertung
ungefährlich
Stufe 3
Einzelfallentscheidung
Stufe 5, bedingt Stufe 4
gefährlich
Ab Stufe 3 wird eine
Reinigung empfohlen
Kontrolle auf lösbare Salze auf der
Substratoberfläche „Bresle-Test“
Korrosionserscheinungen
durch hygroskopisch wirkende Salze
Messung der elektr.
Leitfähigkeit
An gestrahlten (Sa 2 ½) Stahlflächen wird, bei entsprechend
hoher Luftfeuchtigkeit, durch oxidative Hydrolyse
Rost als braune oder schwarze Verfärbung erkennbar.
12
Max. zulässige Salzkonzentration
Beschichtungsschäden
hervorgerufen durch Salze
Die Salzkonzentration auf dem Substrat
sollte bei Beschichtungen, die einer häufigen
Wasserbelastung ausgesetzt sind,
< 50mg/m²
Blasenbildung und Korrosionsschäden in einem Tank
betragen.
< 20mg/m² (nach NORSOK M 501)
Materialprüfungen
Beschichtungssystem gem. IMO PSPC
Eingangskontrolle!!!
• Unterlagen und Formulare
Technisches Merkblatt
Materialeigenschaften und Verarbeitungshinweise
• Produktprüfung
Soll-Trocken-Schichtdicke NDFT 320 µm
mit 90/10 Regel für Beschichtungen auf
Expoxidharz-Basis
Zwei Beschichtungslagen je NDFT 160µm
• Herstellungsjahr (Haltbarkeit)
• Chargen-Nummer
• Zustand der Gebinde
Zusätzlich zwei „stripe-coats“ an Kanten,
Schweißnähten und schwer zugänglichen Bereichen
• Optik und Viskosität der Materialien
Stripe-Coat
Stripe-Coat
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Nass-Schichtdicken-Messung
Full-Coat
Die sich aus der Nassschichtdicke ergebene
Trockenschichtdicke ist abhängig von dem Festkörperanteil
des Beschichtungsstoffes und errechnet sich wie folgt:
Volumen:
DFT:FKV%) = Nassschichtdicke in µm
Gewicht:
NDFT:FKV% x Dichte = Nassschichtdicke in µm
Schichtdickenmessung
Messprotokoll
Messdaten sind zu protokollieren!
DIN EN ISO 2808
Messprotokoll
Überschichtdicken
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Unterschichtdicken
Kontrolle
Haftfestigkeitsprüfungen
Haftzug gemäß ISO 4624 bzw.
DIN EN ISO 16276-2 (Baustelle)
Porenprüfung gem. DIN 55670 bzw.
ASTM D 5162
Elektr. isolierende
Beschichtungen können
mittels Hoch- bzw.
Niederspannung auf
Poren geprüft werden.
Elektrisch leitende
Beschichtungen können
nur visuell auf
Porenfreiheit untersucht
werden.
DIN EN ISO 16276-1
„Qualitätssicherung im Offshore-Einsatz“
DIN 55670
Schlussfolgerung
EIN KORROSIONSSCHUTZGERECHTES DESIGN UND EINE
FACHGERECHTE AUSFÜHRUNG ALLER KORROSIONSSCHUTZARBEITEN,
EINHERGEHEND MIT EINER KONSEQUENTEN EIGEN- UND
FREMDÜBERWACHUNG, GEWÄHRLEISTET EINE LANGE SCHUTZDAUER.
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
und „Allzeit Gute Fahrt“
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Müller - Dechema

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