DE2900505A1 - Eintauchbarer oder halb eintauchbarer gegenstand und verfahren zum beschichten eines eintauchbaren oder halb eintauchbaren gegenstands - Google Patents
Eintauchbarer oder halb eintauchbarer gegenstand und verfahren zum beschichten eines eintauchbaren oder halb eintauchbaren gegenstandsInfo
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Description
Beschreibung
Die Erfindung betrifft die Verzögerung des Meeresbewuchses an eintauchbaren oder halb eintauchbaren Gegenständen.
Der Meeresbewuchs, z.B. Schlamm, Muscheln, Rohrwüraier,
Weichtiere und bestimmte tierische Organismen, wie z.B. Schwämme und Anemonen, beeinflussen derartige Gegenstände
nachteilig. Ein derartiger Bewuchs kann die Korrosion beschleunigen und insbesondere bei festen Off-shore-Aufbauten,
z.B. bei Versorgungsleitungen oder öl- und Gasplattformen, die hydrodynamische Beanspruchung erhöhen
und die Inspektion und Wartung derartiger Aufbauten stark behindern. Bei beweglichen Gegenständen, z.B. Schiffskörpern,
können bestimmte Weichtiere, wie z.B. Muscheln, bei normalen Betriebsgeschwindigkeiten nicht an der
Oberfläche derartiger Gegenstände anhaften. Die Verschmutzung durch anderen Bewuchs bedingt jedoch, daß das
Schiff in regelmäßigen ZeitIntervallen zum Reinigen und
zur Aufbringung eines neues Anstrichs in ein Trockendock, oder mindestens an einen ruhigen Ankerplatz zur Unterwasser
reinigung des Schiffskörpers gebracht werden muß.
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Es ist schon lange bekannt, Kupfer zu verwenden, um Meeresbewuchs an dem Meereswasser ausgesetzten Aufbauten
zu verzögern oder zu verhindern. Kupferbleche wurden gewöhnlicherweise an den Schiffskörpern hölzerner Schiffe
angebracht, um einen derartigen Bewuchs zu verhindern. Die Verwendung von Kupferbahnen oder -blechen ist jedoch
bei Aufbauten aus Eisenmetallen, z.B. Schiffskörpern oder feststehenden Off-shore-Strukturen ungünstig,
da einmal die Kosten einer derartigen Beschichtung mit Kupferbahnen hoch sind und der Kontakt zwischen dem Kupfer
und den Aufbauten oder Gegenständen eine starke Korrosion des Eisenmetalls und einen raschen Abbau des Aufbaus oder
Gegenstands zur Folge hat. Kürzlich wurde vorgeschlagen, derartige Gegenstände mit einer Kupfersalze enthaltenden
Farbe zu streichen, wobei von den Kupfersalzen Kupferionen
abgegeben werden, um den Meeresbewuchs abzutöten. Ein Nachteil eines derartigen Verfahrens besteht jedoch
darin, daß die Lebensdauer eines derartigen Belags relativ kurz ist und in regelmäßigen, rasch aufeinanderfolgenden
Intervallen ein Nachanstrich durchgeführt werden muß.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein eintauchbarer
oder halb eintauchbarer Gegenstand angegeben, an dem eine Verschmutzung verhindernde Schicht oder
Belag befestigt ist, wobei dieser Belag ein Geflecht oder Gitter umfaßt, welches Kupfer oder eine Kupferlegierung
in einem Trägermaterial eingebettet enthält, wobei das Kupfer an der äußeren Oberfläche des Belags dem
Meereswasser ausgesetzt ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist
ein Belag für einen eintauchbaren oder halb eintauch-
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baren Gegenstand oder Struktur vorgesehen, der ein Kupfer- oder Kupferlegierungsgitter in einem Trägermaterial enthält.
Das Trägermaterial besteht bevorzugt aus einem Kunststoff
material, z.B. einem thermoplastischen Polymer, wie z.B. Polypropylen, oder aus einem thermisch aushärtbaren
Polymer, z.B. einem Polyester. Ein derartiges Polymer läßt sich mit einer GlasfaserverStärkung verwenden,
die entweder als Matte oder in Form zufällig verteilter Stränge oder Fäden verwendet werden kann.
Als Material für das Gitter läßt sich entweder reines Kupfer oder mehrere Kupferlegierungen verwenden, die bevorzugt
einen Kupfergehalt von mindestens 60% besitzen. Bei einem stationären Einsatz, z.B. auf festen Off-shore-Aufbauten
oder bei Anwendungen, bei denen eine Bewegung mit kleiner Geschwindigkeit erfolgt, läßt sich Bronze
verwenden, die z.B. 95% Kupfer und mehr besitzt. Für Anwendungen, bei denen eine Bewegung mit größerer Geschwindigkeit
erfolgt, z.B. bei Schiffskörpern, lassen sich Kupfer-Nickel-Verbindungen verwenden, z.B. ungefähr
eine 90/10-Legierung mit kleinen Anteilen an Eisen und/
oder anderen Elementen, wobei die Legierungsbestandteile verändert werden können, um die Errosion/Korrosionseigenschaften
bei einem Betrieb mit höhreren Geschwindigkeiten zu verbessern.
Es lassen sich auch andere Kupfer-Legierungen verwenden, z.B. Aluminiumbronze, die einen Kupferanteil enthält, der
größer als 99% ist. Es hat sich gezeigt, daß die Wirksamkeit hinsichtlich der Verzögerung des Meeresbewuchses
umso größer ist, je größer der Kupferanteil· einer Legierung ist.
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Bevorzugt liegt die Maschendichte im Bereich von 1,2 bis 24 Maschen pro Zentimeter, wobei der Drahtdurchmesser
im Bereich von 0,05 bis 1,5 mm liegt. Es hat sich gezeigt, daß es zur Verringerung eines bestimmten Meeresbewuchses
wünschenswert ist, eine Maschendichtevon mindestens
4,7 Maschen/cm zu besitzen, unter Beachtung anderer Faktoren, z.B. der leichten Herstellbarkeit und
der Kosten, liegt die optimale Maschendichtejedoch wahrscheinlich
im Bereich von 8,0 Maschen/cm.
Das Geflecht ist an der äußeren Oberfläche dem Meeredwasser
ausgesetzt, wobei die Kreuzpunkte bevorzugt durch die äußere Oberfläche des Trägermaterials hindurchtreten
oder in einer Ebene mit der äußeren Oberfläche des Trägermaterials liegen. Die Kreuzungspunkte liegen
bevorzugt alle in derselben Ebene, so daß bei einer gegebenen Mascher.dichte|und eines gegebenen Drahtdurchmessers
an der äußeren Oberfläche, die bei Benutzung dem Meereswasser ausgesetzt ist, mehr Metall verfügbar und regelmäßig
beabstandet ist. Bei einem Geflecht aus reinem Kupfer hat es sich gezeigt, daß es vorteilhaft ist,
wenn der dem Meereswasser ausgesetzte Metallanteil größer als etwa 13% der Gesamtfläche des Belages ist.
Der Belag kann aus Platten bestehen und mittels eines geeigneten Klebers, z.B. eines in Luft aushärtenden
oder unter Wasser aushärtenden Zwei-Komponenten-Epoxy-Zements an dem Gegenstand angeklebt werden, und die
Platten sind bevorzugt flexibel, um eine Befestigung an dem Körper eines Schiffes oder an Off-shore-Aufbauten
zu ermöglichen. Die Platten können jedoch auch mit mechanischen Mitteln an den Gegenständen befestigt werden.
Die Platten lassen sich in irgendeiner geeigneten Weise, z.B. durch Gießen, ein Ausbreitverfahren, durch Heiß-
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pressen oder durch Walzen herstellen. Die Dicke jeder Platte liegt bevorzugt im Bereich zwischen O,o5 mm
und 2 mm.
Wahlweise kann das Trägermaterial direkt auf den Gegenstand, z.B. dadurch aufgebracht werden, daß das Trägermaterial
auf den Gegenstand aufgesprüht wird und das Geflecht auf dem Gegenstand in das Trägermaterial eingebettet
wird.
Damit das Geflecht von der äußeren Oberfläche des Belages absteht und sich bei seiner Verwendung in unmittelbarem
Kontakt mit dem Meereswasser befindet, können die Platten derart ausgebildet werden, daß das Geflecht an der äußeren
Oberfläche angeordnet ist, oder die äußere Oberfläche kann abgetragen werden, um das Geflecht zum Vorschein zu
bringen.
Insbesondere bei bewegbaren Gegenständen braucht das Geflecht jedoch nicht dem unmittelbaren Kontakt mit dem
Meereswasser ausgesetzt sein, sondern kann mit einer Schichtaus Überzugsmaterial überzogen sein, welches
wasserdurchlässig ist und bevorzugt aus einem dünnen überzug aus einem Kunststoffmaterial besteht, durch
welches das Kupfer hindurchdiffundieren kann. Der Oberflächenüberzug
kann die Form eines Polyester- oder Epoxyfilms besitzen, der entweder mit einem unlösbaren
Material angefüllt ist und die Wasserdurchlässigkeit der Schicht verbessert, so z.B. Baumwollfasern, Holzfasern
oder Holzmehl, oder dieser Film kann mit einem wasserlöslichen Material, z.B. Kupferoxyd, angefüllt
sein, das vom Meereswasser ausgelaugt wird, um eine poröse Struktur herzustellen. Wahlweise kann der Überzugsfilm aus demselben Material wie der Träger und integral
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mit dem Träger hergestellt werden.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Bootes, welches an seinem Schiffskörper einen aus
Platten bestehenden erfindungsgemäßen Belag besitzt;
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des Gebiets A des in Fig. 1 dargestellten Bootes,
wobei vier aneinander angrenzende Platten dargestellt sind;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Aus—
führungsform einer teilweise aufgebrochenen erfindungsgemäßen Platte, um den Geflechtaufbau
zu zeigen; und
Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt eines
Ausschnitts einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Platte, die am
Körper des Schiffes befestigt ist.
Jede Platte P enthält eine Schicht 1 aus einem Trägermaterial in Form eines mit Glasfasern verstärkten Polyesters,
und ein Geflecht 2 aus einer Kupferlegierung, die in dem Polyestermaterial eingebettet ist. Die Legierung
besitzt einen Kupfergehalt von mindestens 70%, bevorzugt von mehr als 90%.
Das Geflecht besitzt Kreuzungspunkte 3, die bei einer Platte gemäß Fig. 3 durch die Frontfläche der Platte hindurchtreten
oder mit der Frontfläche in gleicher Höhe liegen und in direktem Kontakt mit dem Meereswasser
stehen. Die Kreuzungspunkte befinden sich nicht in einer Ebene mit der rückseitigen Oberfläche 5 der Platte.
Gemäß der weiteren, in Fig. 4 dargestellten Ausführungs-
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form der erfindungsgemäßen Platte ist die Platte an
den Körper 6 eines Schiffes mittels einer Kleberschicht 7 befestigt und ist von einer dünnen Schicht 8 aus
Kunstharzmaterial überzogen, die mit Baumwollfasern od. dgl. angefüllt ist, durch welche das Meereswasser hindurchdringen
kann. Alternativ kann das Geflecht vollständig in dem Trägermaterial eingebettet sein, und
ein dünner überzug aus Trägermaterial stellt einen überzug für das Geflecht dar und ist für das Meereswasser
durchlässig.
In allen Ausführungsformen der Platten sind die Kreuzungspunkte regelmäßig voneinander beabstandet, der Abstand
zwischen benachbarten Krezungspunkten liegt zwischen 0,25 und 7 mm.
Bei der Anwendung sind mehrere derartige Platten an der Oberfläche eines Gegenstandes, z.B. eines Schiffskörpers
befestigt, wobei die Rückseite 5 durch einen geeigneten Zement mit dem Gegenstand verbunden ist. Da das Geflecht
aus Kupferlegierung von der rückseitigen Oberfläche 5
isoliert ist, kann keine elektrochemische Wechselwirkung zwischen dem Geflecht und dem Gegenstand stattfinden.
Ferner stellen das Trägermaterial und der Zement eine Barriere dar, welche die durch Meereswasser hervorgerufene
Korrosion des Gegenstandes wirksam reduziert.
Das Geflecht kann gewebt oder gestrickt sein, oder es kann ein expandiertes Metallgeflecht sein. Im Falle eines
gewebten oder gestrickten Geflechts können die Kupferstränge mit Strängen aus anderem Material, z.B. Kunststoffmaterial,
verwebt sein. Z.B. können die Kupferstränge alle in eine Richtung laufen, und die Kunststoff-
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29OOS05
stränge können in die andere Richtung laufen.
In gewebten Standardgeflechten liegt normalerweise die
Hälfte der Kreuzungspunkte einer Seite des Geflechts in einer Ebene, und die andere Hälfte liegt in einer hiervon
verschiedenen Ebene, wobei die Ebenen geringfügig voneinander beabstandet sind. Bei der Erfindung liegen
die Kreuzungspunkte bevorzugt dagegen in einer einzigen Ebene, so daß alle Kreuzungspunkte von der Frontoberfläche
4 des Trägermaterials abstehen oder in dieser Ebene liegen. Die Ausbildung der Kreuzungspunkte in
einer einzigen Ebene läßt sich z.B. dadurch verwirklichen, daß Standardgeflechte gerollt werden, oder dies läßt
sich durch einen geeigneten Webeprozeß verwirklichen.
Während der Lebensdauer der Platte löst sich Kupfer aus dem Geflecht und diffundiert bei der Platte nach Fig. 1
durch die Uberzugsschicht 8 hindurch. Das Geflecht stellt eine kontinuierliche Bahn einer Kupferlegierung
dar, die allmählich vom Meereswasser ausgelaugt wird. Die Lebensdauer des Belags läßt sich daher durch geeignete
Wahl der Legierung, der Maschenweite und des Durchmessers des Maschendrahts festlegen, um die Anforderungen
eines speziellen Verwendungszweckes zu erfüllen.
Die Dispersionsrate des Kupfers läßt sich ferner dadurch steuern, daß ein elektrisches Potential an das Geflecht
angelegt wird, welches die Menge des freigesetzten Kupfers steuert. Wahlweise kann das Geflecht Metallstränge
aus einem von Kupfer oder einer Kupferlegierung verschiedenen Material enthalten, um die Dispersionsrate
zu steuern. Z.B. läßt sich Nickel einweben, um die Toxizität des Belags zu erhöhen, oder es läßt sich Zink
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verwenden, um die Toxizität des Belags zu beseitigen.
Der geschilderte erfindungsgemäße Belag besitzt gegenüber
Kupferbahnen oder Kupferlegierungsbahnen den Vorteil, daß er sich relativ leicht an dem eintauchbaren
oder halb eintauchbarem Gegenstand befestigen läßt, daß eine elektrochemische Reaktion zwischen dem Gegenstand
und dem Kupfer vermieden wird, und daß die Emission des Kupfers gesteuert werden kann, darüber hinaus besteht
für ausgewählte Maschendichtenein gewisser Kostenvorteil.
Claims (36)
1. Eintauchbarer oder halb eintauchbarer Gegenstand,
mit einem an dem Gegenstand befestigten, Verschmutzung verhindernden Belag, dadurch gekennzeichnet, daß der
Belag ein Geflecht (2) umfaßt, welches eine in ein Trägermaterial (1) eingebettetes Kupfer oder eine Kupferlegierung
enthält, und daß das Kupfer (3) an der äußeren Oberfläche (4) des Belags dem Meereswasser ausgesetzt ist.
2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Geflecht (2) an der äußeren Oberfläche (4) des
Belags frei zugänglich angeordnet ist«
WWR/eo
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3. Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Geflecht (2) Kreuzungspunkte (3) besitzt, die an
der äußeren Oberfläche (4) des Belags frei zugänglich angeordnet sind.
4. Gegenstand nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der frei zugängliche Bereich des Geflechts (2) größer als etwa 13% des gesamten Bereichs des Belags
ist.
5. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Geflecht (2) mit einer Schicht (8) aus einem Überzugsmaterial beschichtet ist, welches gegenüber dem
Meereswasser durchlässig ist und die äußere Oberfläche (4) bildet.
6. Gegenstand nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Überzugsmaterial (8) dasselbe Material wie das
Trägermaterial (1) ist und integral mit dem Trägermaterial (1) ausgebildet ist.
7. Gegenstand nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Überzugsmaterial (8) ein Kunstharz ist, welches
mit einem Material gefüllt ist, das in Wasser unlöslich ist und die Durchlässigkeit der Überzugsschicht (8) erhöht.
8. Gegenstand nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial Baumwollfaser, Holzfaser oder Holz
ist.
9. Gegenstand nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Überzugsmaterial ein Kunstharz ist, v/elches eine
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Füllung aus einem Material besitzt, das im Wasser lösbar
ist und im Wasser auslaugbar ist, um eine poröse Überzugsschicht (8) zu erzeugen.
10. Gegenstand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das lösbare Material Kupferoxyd ist.
11. Gegenstand nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Geflecht (2) ein gewebtes Geflecht ist.
12. Gegenstand nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenzahl (mesh size) im Eereich von 1,2 bis 24 Maschen pro Zentimeter (3 bis
60 Maschen pro Zoll) liegt.
13. Gegenstand nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Maschenzahl größer als etwa 4,7 Maschen pro Zentimeter (12 Maschen pro Inch) ist.
14. Gegenstand nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenzahl etwa 8rO Maschen pro Zentimeter
(20 Maschen pro Zoll) beträgt.
15. Gegenstand der einen der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Geflecht (2) aus Draht gebildet ist, der einen Durchmesser im Bereich von 0,05
bis 1,5 mm besitzt.
16. Gegenstand nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Geflecht (2) mehrere
Stränge aus Kupfer oder Kupferlegierung enthält, die
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sich in einer Richtung erstrecken, und daß das Geflecht (2) Stränge aus einem anderen Material enthält, welches
sich in der anderen Richtung erstreckt.
17. Gegenstand nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge aus devi anderen Material aus Kunststoffmaterial
bestehen.
18. Gegenstand nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stränge aus dem anderen Material aus einem von Kupfer oder einer Kupferlegierung verschiedenen
Metall bestehen.
19. Gegenstand nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Geflecht (2) eine ^inzaclegierung
rait mindestens einem Kupferanteil von 60% enthält.
2n. Gegenstand nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupferlegierung mindestens 70% Kupfer enthält.
21. Gegenstand nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichne4-,
daß die Kupferlegierung mindestens 90% Kupfer enthält.
22. Gegenstand nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupferlegierung mindestens 99% Kupfer enthält.
23. Gegenstand nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferlegierung Bronze ist.
24. Gegenstand nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß Kupferlegierung Nickelkupfer
ist.
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25. Gegenstand nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dß die Legierung geringe Mengen an Eisen oder anderen
Elementen enthält.
26. Gegenstand nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein
Kunststoffmaterial ist.
27. Gegenstand nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial Polypropylen ist.
28. Gegenstand nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial Polyester ist.
29. Gegenstand nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial mit Glasfasern
verstärkt ist.
30. Gegenstand nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Geflecht (2) Kreuzungspunkte (3) besitzt, die alle in derselben Ebene der Platte
liegen.
31. Gegenstand nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Geflecht (2) Kreuzungspunkte (3) besitzt, die in einem regelmäßigen Muster
voneinander beabstandet sind.
32. Gegenstand nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag eine Vielzahl
aneinander angrenzender Platten (P) enthält.
33. Verschmutzung hemmender Belag für einen eintauch-
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baren oder teilweise eintauchbaren Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag (1 bis 5) nach einem der
vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.
34. Verfahren zum Beschichten eines eintauchbaren oder halb eintauchbaren Gegenstandes nach einem der Ansprüche
1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (1) auf dem Gegenstand als Schicht aufgetragen wird und
in dieser Schicht das Geflecht (2) eingebettet wird.
35. Verfahren zum Beschichten eines eintauchbaren oder halb eintauchbaren Gegenstandes nach Anspruch 32, dadurch
gekennzeichnet, daß die Platten (P) in einem Verfahrensschritt an dem Gegenstand befestigt werden.
36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (P) an den Gegenstand mittels eines
Klebers befestigt v/erden.
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