„Öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für … · 2013-03-15 ·...

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Korrosionsschutz von Ballastwassertanks

„Ausführung und Inspektion“

Workshop "Ballastwasserbehandlung mit Elektrochemie" Korrosionsschutz gem. IMO-Standard DECHEMA, Hamburg 07.03.2013

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


HELMUT MÜLLER GMBH� Erstellen von Spezifikationen und

Leistungsbeschreibungen� Baubegleitende Qualitätssicherung� Beratungsleistungen

HELMUT MÜLLER PCC• Öffentlich bestellter und

vereidigter Sachverständiger für Korrosionsschutz (IHK) und dem Gewässerschutz (SOG)

� Gutachten, Schulungen und Vorträge

PERSONALQUALIFIKATIONEN� Ingenieure für Korrosions- und

Bautenschutz� staatl. gepr. Korrosionsschutztechniker� staatl. geprüfte Lacktechniker� FROSIO-Paint-Inspektoren� Schweißfach-Ingenieure� Offshore-Zertifikate

LEISTUNGEN DER UNTERNEHMENHelmut Müller GmbH und Helmut Müller PCC


Korrosion kennt keine Grenzen


Überall dort wo Metalle vorhanden sind, ist auch mit Korrosion zu rechnen.

Die Art und der Umfang der Korrosion hängt sowohl von der Legierung der Metalle, wie auch von der Korrosivität der Umgebung ab.

Durch Korrosion werden jährlich Werte von ca. 3-4% des Bruttoinlandsprodukts zerstört.

Somit entstehen Kosten bzw. Wert-minderungen durch Korrosionsschäden von über 100 Milliarden € pro Jahr, alleine in Deutschland.

Industrie- und Ingenieurbau


Windenergie- und Offshore-Anlagen


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Windenergie- und Offshore-Anlagen TankanlagenTank- und Behälterbau



Gebäude und Sonderbauten Marine- und Schifffahrt


Themenblöcke


� International Maritime Organisation (IMO)

� Normen und Regelwerke

� Dokumentation

� Korrosion – Entstehung und Korrosionsarten

� Korrosions- und Beschichtungsschäden

� Qualitätsprüfungen nach der Applikation (Schichtdicken, Haftung, Poren, Fehlstellen usw.)

� Oberflächenvorbereitungsverfahren durch Strahlen

� Prüfung auf Salze, Oberflächenprofil

IMO Res. MSC215 (82)Performance Standard for Protective Coatings for Delica tedSeawater Ballast Tanks in all Types of Ships and Double- Side Skin Spaces of Bulk Carriers (PSPC)

IACS Procedural Requirement 34

Procedural Requirement on Application of the IMO Performance Standard for Protective Coatings (PSPC) , Resolution MSC.215(82), under IACS Common Structura l 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)

Normen und VorschriftenInternational Maritime Organisation (IMO)

International Association of ClassificationSocieties (IACS)


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IMO PSPC gültig für den Korrosionsschutz

� Ballastwassertanks aller Neubau-Schiffe, welche

� nach dem 1. Juli 2008 in Auftrag gegeben oder welch e 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 B ulkCarriers die eine Gesamtlänge über 150m aufweisen.


� Beschichtungsstoffe und -Systeme müssengeprüft (Labor- und Praxistest) und zertifiziert sein

� Technische Datenblätter

� Coating Technical File (CTF) müssen ständigaktualisiert werden und an Bord des Schiffeshinterlegt sein

Dokumentation und Protokollierung


Normen und VorschriftenISO-Normen und Regelwerke „Auszug“


DIN EN ISO 12944 „Korrosionsschutz von Stahlbauten durchBeschichtungssysteme“ 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 unbeschichtetenStahloberflächen und Stahloberflächen nach ganzflächigem Entfernen vorhandener Beschichtungen

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 Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen - Visuelle Bewertung der Oberflächenreinheit -Vorbereitungsgrade von Schweißnähten, Schnittkanten und anderen Flächen mit Oberflächenfehlern

DIN EN ISO 8502-3 Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen - Prüfungen zum Beurteilen der Oberflächenreinheit Beurteilung von Staub auf für das Beschichten vorbereiteten Stahloberflächen (Klebeband-Verfahren)

DIN EN ISO 8502-4 Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen - Prüfungen zum Beurteilen der Oberflächenreinheit Anleitung zum Abschätzen der Wahrscheinlichkeit von Taubildung vor dem Beschichten

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Normen und VorschriftenNormen und Regelwerke Teil 2„Auszug“


DIN EN ISO 8502-6 Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen - Prüfungen zum Beurteilen der Oberflächenreinheit Lösen von wasserlöslichen Verunreinigungen zur Analyse; Bresle-Verfahren

DIN EN ISO 8502-9 Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von

Beschichtungsstoffen - Prüfungen zum Beurteilen der

Oberflächenreinheit

Feldverfahren zum Bestimmen von wasserlöslichen Salzen durch

Leitfähigkeitsmessung

DIN EN ISO 8503-2 Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von 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

Normen und VorschriftenNormen und Regelwerke Teil 3„Auszug“


�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

Dokumentation

5. IMO PSPC – Dokumentation


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�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.

Maßnahmen gem. IACS PR 34


Spezifikation (Beispiel)


Int.

Beschichtungsprotokoll (Beispiel)


Doku

� GOOD – condition with only minor spot rusting.

� FAIR – condition with local breakdown at edges ofstiffeners and weld connections and / or light rustingover 20% or more of areas under consideration, but lessthan as defined for POOR condition.

� POOR – condition with general breakdown of coatingover 20% or more of areas or hard rust scale at 10% ormore of areas under consideration .

IACS Guideline - Coating Conditionin Ballast Water Tanks (Revision alle 5 Jahre)Unterteilung der festgestellten Qualitäten


Inspektions- und Prüfungsbereiche


• Öl, Fett 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)

Beschichtungsinspektion


VSM

Ergebnisse sind durch den Inspektor zu dokumentieren und in den CTF zu vermerken. Nachträgliche Schäden sind wie vorstehend beschrieben zu behandeln.

2 fullcoats (komplette Beschichtung)inkl. 2 x Stripe-Coat

Finale Abnahme nach der zweiten Full-Coat-Beschichtung

Komplettes Strahlen (Kontrolle der Reinheit, Rauheit, Salzkontamination usw.)

Begutachtung der vorgestrahlten Schweißnähte

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Korrosion


Stahl rostet in Gegenwart von Feuchtigkeit und Sauerstoff

Eisenoxid Eisen

Verhüttung

Eisen Eisenoxid

Korrosion

Elektrochemische Korrosion

Sauerstoff, Wasser und Elektrolyt

Eisen und Stahl rostet !!!Foto Ind.

Stahl kann nicht rosten, wenn

• kein Wasser ,

• kein Sauerstoff und

• keine Stimulatoren

an die Stahl-Oberfläche gelangen können!

Dieser Zustand lässt sich durchBeschichtungssysteme weitgehend herbeiführen.

Folgerung


Ausgangszustand und Reinheitsgrade

A B C D

C Sa 1 C Sa 2 C Sa 2 ½ C Sa 3

Ausgangszustand nach DIN EN ISO 8501-1

Reinheitsgrade nach DIN EN ISO 8501-2


Ausgangszustand Stahl

Der Ausgangszustand der neuen Stahloberfläche sollt e den Grad „B“ nicht unterschreiten. Profile und Bleche mit zu tiefen Kerben und Poren sowie starkem Korrosionsabtrag in Form v on Loch-und Muldenkorrosion sind zu verwerfen bzw. nachzube handeln.


Oberflächenfehler


Oberflächenfehler

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Walzfehler, tiefe Kerben

Schweiß- und Brandrückstände

Schweißnahtüberstände

Oberflächenfehler


BeschichtungsgerechteKonstruktion

Halboffene Hohlkörper und zu nah an der Wand

anliegende Konstruktionen sind zu vermeiden!

Auszug aus der DIN EN ISO 12944-3


Abstände


Unzureichendes Design, Abstände


Unzureichendes Design und mangelhafte Abstände


Kantenbearbeitung

Kanten runden > r = 2 mm besser r = 3mm


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Kantenbearbeitung / Kantenflucht

Bei einer unzureichend abgerundeten Kante kommt es aufgrund der physikalisch begründeten „Kantenflucht“ zu einer Schichtdickenreduzierung.


Unzureichendes Design, Kantenbearbeitung


Beschichtungsschäden im Bereich von Kanten


Kontrolle der Radien


DIN EN ISO 8501-3


DIN EN ISO 8501-3


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DIN EN ISO 8501-3


DIN EN ISO 8501-3


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?


Schweißnähte?

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Schweißnähte? Schweißnähte?


Schweißnähte?


Schweißnähte?

Schweißnähte


Beschichtete Schweißnaht

Beschichtungslücken durch mangelhafte Schweißnahtbearbeitung


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Beschichtungsmängel durch unzureichende Schweißnahtausführung bzw. -nachbearbeitung


rH Tair

TdewTsurface

∆T

rH Relative Luftfeuchte

Tair Lufttemperatur

Tdew Taupunktemperatur

Tsurface Oberflächentemperatur

Delta T Differenz zwischen Taupunttemperatur und

Oberflächentemperatur

Taupunkt


Taupunktbestimmung

Vor und während der Applikation ist der Taupunktzu messen.

Gemäß DIN EN ISO 12944 ist ein Taupunktabstandvon mind. 3° C. einzuhalten.

Die Messung erfolgt gem. DIN EN ISO 8502-4 durchkalibrierte Messgeräte.

Der Taupunkt wird entweder direkt auf der Skala angezeigt oder anhand von Tabellen ermittelt.


Messgeräte zur Bestimmungdes Taupunktes


Feststellbar und nachzuweisen sind Öle und Fette au f Oberflächenim Feldversuch nur durch eine Wasserablaufprüfung b zw. einenWassersprühtest gemäß DIN Fachbericht 28 oder durch eineInfrarot-Bestrahlung.

Die Druckluft ist auf Feuchtigkeit und Öl-Kontamina tion hin zu prüfen.

Nachweis von Öl und Fett


Kontamination von Bauteilen durch Öl


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Kontamination von Bauteilen durch Öl


Oberflächenvorbereitungsverfahren durch Strahlen

nach DIN EN ISO 12944 Teil 4 bzw. 8501-1

Sa 1: loser Rost, lose Beschichtungen etc. sind entfernt

Sa 2: alle nicht festhaftenden Bestandteile sind entfernt

Sa 2 ½: alle Verunreinigungen etc. sind entferntund nur noch als max. leichte Schattensichtbar

Sa 3: wie Sa 2 ½, jedoch keine Schatten oderStreifen, einheitliches metallisches Aussehen

P Sa 2, 2 ½ und 3: partielles Entrosten (Fleck- oder Spot-Strahlen)

Sweep-Strahlen: leichtes Aufrauen und Reinigen der Oberfläche

Reinheitsgrad


Strahlmittelprüfung

Das Strahlmittel muss frei von artfremden Verunreinigungen (u.a. Salzen) sein.

Es sollte die korrekte Korngröße aufweisen.

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.


Reinheitsgrade

A B C D

C Sa 1 C Sa 2 C Sa 2 ½ C Sa 3


vorher

nachher

Partielles Strahlen


Oberflächenvorbereitung nach Din EN ISO 12944-4 gem. P-Sa 2 ½

Strahlen der Schweißnähte (Neubau)


Vor dem ganzflächigen Strahlen werden alle Schweißnähte vorgestrahlt und gegebenenfalls nachgearbeitet (Schweißpickel, Poren, Löcher etc.). VSM, VSM XIV

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Oberflächenprofil

Die Rauheit bzw. das Oberflächenprofil ist besonders bei dickschichtigen Beschichtungssystemen

entscheidend für eine optimale Haftung zum Substrat.

Durch eine raue Oberfläche wird die Oberfläche erheblich vergrößert.


Rz = 50-75µm

TESTEX

Tastschnittverfahren

COMPARATOR ISO 8503-1

Prüfung des Oberflächenprofils


Thermisch gehärtete Kanten

Partikelmenge/ -größe Bewertung

Stufe 1, bedingt Stufe 2 ungefährlich

Stufe 3 Einzelfallentscheidung

Stufe 5, bedingt Stufe 4 gefährlich

Ab Stufe 3 wird eine Reinigung empfohlen

Partikel sichtbar bei 10facher Vergrößerung jedoch nicht ohne Sehhilfe (<50µm)

Partikel gerade sichtbar ohne Sehhilfe (50-100µm)

Partikel deutlich sichtbar ohne Sehhilfe (<0,5mm)

Partikelgröße zwischen 0,5 und 2,5 mm

Partikel größer 2,5mm

Staubtest ISO 8502-3


Kontrolle auf lösbare Salze auf der Substratoberfläche „Bresle-Test“

Messung der elektr. Leitfähigkeit


Korrosionserscheinungendurch hygroskopisch wirkende Salze

An gestrahlten (Sa 2 ½) Stahlflächen wird, bei entsp rechendhoher Luftfeuchtigkeit, durch oxidative Hydrolyse

Rost als braune oder schwarze Verfärbung erkennbar.Workshop "Ballastwasserbehandlung mit Elektrochemie"

Korrosionsschutz gem. IMO-Standard DECHEMA, Hamburg 07.03.2013

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Max. zulässige Salzkonzentration

Die Salzkonzentration auf dem Substratsollte bei Beschichtungen, die einer häufigen Wasserbelastung ausgesetzt sind,

< 50mg/m²betragen.

< 20mg/m² (nach NORSOK M 501)


Blasenbildung und Korrosionsschäden in einem Tank

Beschichtungsschädenhervorgerufen durch Salze


• Produktprüfung

• Herstellungsjahr (Haltbarkeit)

• Chargen-Nummer

• Zustand der Gebinde

• Optik und Viskosität der Materialien

Materialprüfungen

• Unterlagen und FormulareTechnisches Merkblatt Materialeigenschaften und Verarbeitungshinweise

Eingangskontrolle!!!


Beschichtungssystem gem. IMO PSPC


� Soll-Trocken-Schichtdicke NDFT 320 µmmit 90/10 Regel für Beschichtungen auf Expoxidharz-Basis

� Zwei Beschichtungslagen je NDFT 160µm

� Zusätzlich zwei „stripe-coats“ an Kanten,Schweißnähten und schwer zugänglichen Bereichen

Stripe-Coat



Stripe-Coat

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Full-Coat Nass-Schichtdicken-Messung

Die sich aus der Nassschichtdicke ergebene Trockenschichtdicke ist abhängig von dem Festkörper anteil des Beschichtungsstoffes und errechnet sich wie fol gt:

Volumen:DFT:FKV%) = Nassschichtdicke in µm

Gewicht:NDFT:FKV% x Dichte = Nassschichtdicke in µm


Schichtdickenmessung


DIN EN ISO 2808

Messprotokoll

Messdaten sind zu protokollieren!


Messprotokoll


Überschichtdicken


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Unterschichtdicken


Kontrolle


HaftfestigkeitsprüfungenHaftzug gemäß ISO 4624 bzw.DIN EN ISO 16276-2 (Baustelle)


DIN EN ISO 16276-1

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 55670

„Qualitätssicherung im Offshore-Einsatz“


Schlussfolgerung

EIN KORROSIONSSCHUTZGERECHTES DESIGN UND EINE FACHGERECHTE AUSFÜHRUNG ALLER KORROSIONSSCHUTZARBEI TEN, EINHERGEHEND MIT EINER KONSEQUENTEN EIGEN- UND FREMDÜBERWACHUNG, GEWÄHRLEISTET EINE LANGE SCHUTZDA UER.


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit und „Allzeit Gute Fahrt“

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