Ziel der Entwicklung

Beim Korrosionsschutz von Stahlbauten sind die Schritte Entfettung, mechanische (z. B. durch Strahlen) und  /oder chemische (z. B. durch Beizen) Oberflächenvorbereitung essentiell für die nachfolgenden Beschichtungsarbeiten.
Die Zielstellung des vorliegenden FuE-Projektes konzentrierte sich in erster Linie auf die Entwicklung eines Simultan-Prozesses, bei welchem auf Basis des Druckluftstrahl-Prozesses, gleichzeitig Fette und öle vom Strahlgut entfernt werden. Durch die Entwicklung der neuen Reinigungstechnologie können sowohl Energie und Zeit eingespart, als auch der Platzaufwand für Anlagen der Oberflächenvorbereitung minimiert (z. B. durch den Wegfall von großen Entfettungsbädern) und gleichzeitig eine komplette Reinigung der Strahlanlage bzw. des Strahlmittels bewirkt werden.
Die Verunreinigung von Strahlmittelbetriebsgemischen mit Fetten und ölen hat bei vielen technischen Strahlprozessen zur Folge, dass die angegliederten Filtereinrichtungen durch stark verklebten Strahlstaub zugesetzt werden und sich die Zusammensetzung des Betriebsgemisches sukzessive zu kleineren Korngrößen ändert. Somit gelangt in erhöhtem Maße verunreinigter Strahlstaub auf die Bauteiloberfläche, der durch aufwendige Nachreinigungsprozesse entfernt werden muss.
Einer möglichen Kontamination des Strahlmittels mit Fetten und Ölen soll durch den Einsatz adsorptiver Materialien zum Strahlmittel-Betriebsgemisch entgegengewirkt werden. Somit können Verschleppungen in nachfolgende Strahlprozesse vermieden werden.
Um die innovativen Fertigungsverfahren von Anlagen, Maschinen und anderen Stahlbauten durch das Forschungsvorhaben zu erhöhen, wurden folgende Teilziele festgelegt:
- Entwicklung eines Strahlverfahrens zur Trockenentfettung von Stahlteilen beim Druckluftstrahlen
- Untersuchung der Entfettungswirkung verschiedener Additive im Bereich der Trockenentfettung
- Zusatz von Additiven zum Strahlmittelbetriebsgemisch, um öle und Fette zu entfernen
- Gleichzeitige Reinigung / Entfettung von kontaminiertem Strahlmittel während des Strahlprozesses

Vorteile und Lösungen

Keine Industrieanlage und kein technisches Erzeugnis kommt heute ohne ein Konzept zum Korrosionsschutz aus. In die komplexen Bereiche der industriellen Beschichtung soll das neue Verfahren vordringen. Letztlich kann durch Zugabe von Strahlmitteladditiven zu metallischen Umlaufstrahlmitteln folgendes erreicht werden:
- Das Strahlmittel kann über die gesamte Nutzungsdauer im Strahlprozess bezogen auf die Restfettbelegung „sauber„ gehalten werden. Ein Strahlmittelaustausch aufgrund einer Fettkontamination ist nicht mehr erforderlich. Damit können erhebliche Mengen an Strahlmittel eingespart werden.
- Gleiches gilt für die Anlagentechnik. Alle Innenflächen der Strahlanlage werden praktisch permanent mit entfettet, so dass es auch keine Partikelansammlungen in der Strahlanlage (z. B. in Rohrleitungen, im Kessel, bei der Feinpartikelabscheidung etc.) geben sollte.
- Eigene Versuche haben weiterhin ergeben, dass mit Fetten bzw. ölen kontaminiertes Strahlgut bei der mechanischen Oberflächenvorbereitung unter Zusatz ausgewählter Strahlmitteladditive praktisch vollständig entfettet wird.
- Nachfolgende Beschichtungsoperationen sollten problemlos möglich sein, weil Restfettbelegungen von ca. 100 mgC/m² nach dem Druckluftstrahlen mit Additiven auf die im DIN-Fachbericht 28 genannten Größenordnungen (50 mgC/m²) abgesenkt werden konnten.
- Die Strahlmitteladditive, insbesondere die im Projekt untersuchten Schichtsilikate, nehmen bis zu ihrer Sättigungsgrenze Restfett und -öl aus dem Prozess auf, neigen aber nicht zu Verklumpungen, da sie keine Agglomerate bilden.
- Bei einer kontinuierlichen Dosierung der Schichtsilikat-Additive zum Strahlmittelbetriebsgemisch sind vor- oder nachgeschaltete nasschemische Reinigungsoperationen nicht mehr erforderlich. Damit können teure Prozessschritte eingespart werden.

Zielgruppe und Zielmarkt

Die im Forschungsprojekt gewonnenen Erkenntnisse zum neuen Simultanprozess können direkt in die Praxis übertragen werden. Für den qualitätsgerechten Einsatz der neuen Reinigungstechnologie im Bereich Korrosionsschutz müssen allerdings noch folgende Anforderungen erfüllt werden:
- Die permanente und gleichmäßige Zudosierung der Additive zum Strahlmittel, ähnlich wie beim Schleuderradstrahlprozess (für diese Technologie bereits auf dem Markt erhältlich).
- Die Ermittlung tatsächlich kritischer Grenzwerte der Restfettbelegung im Hinblick auf das nachfolgende Beschichten ist erforderlich. Sie sind von vielen Faktoren abhängig. Pulverbeschichtungen werden sich diesbezüglich anders verhalten als flüssige Beschichtungsstoffe.
- Wenn auch sehr wenig Abfallprodukte durch die eingesetzten Strahlmitteladditive entstehen, so ist doch deren Qualität in Bezug auf die Entsorgung zu prüfen. Das Additiv Aluminiumschichtsilikat ist für sich allein betrachtet unkritisch. Die mit öl beaufschlagten Additive aus dem Strahlprozess sollten jedoch im Hinblick auf den nachfolgenden Entsorgungsweg näher untersucht werden (z. B. durch Deklarationsanalysen des Strahlschuttes).