NO750760L - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for behandling av undervannsoverflater for å redusere overflateruhet og korrosjon.

Overflateruhet øker motstanden mot bevegelse hvorved man redu-serer et skips hastighet og øker dets brennstoff-forbruk.

Overflateruhet er av to typer - intrinisk og ékstrinisk.

Intrinisk overflateruhet er avhengig av skrogets tilstand før maling, den behandling det utsettes for før det males, de betingelser under hvilke de forskjellige malingslag pålegges og etterat skipet har vært i drift, nedbrytningshastigheten på malingen og mengden av korrosjonen som finner efced.

Ékstrinisk•ruhet skyldes begroing. Dette er en akkumulerende prosess hvor marine organismer fester seg og vokser over lengre tidsrom. En frisk overflate som nedsenkes i sjøen blir belagt med en pri-mær glykoproteinfilm i løpet av et par timer. Denne film virker som et substrat for bakterier som fester seg ved hjelp av sure polysakkar-ider. Diatomerer og stilkede protozoer fester seg så og vokser etterat bakteriefilmen er blitt etablert. Etter lengre tidsrom i sjøen har man to prinsipielle typer av begroing. Den første typen består av algevekst, vanligvis betegnet som ugressbegroing, og eksempler på slike "ugress" er Enteromorpha og Ectocarpus-arter. Den annen gruppe består av organismer med hardt skall d.v.s. stilkede og sittende skjell-typer så som andeskjell.

Den samlede overflateruhet som skyldes disse typer organismer og den mengde friksjon disse skaper, er hvert år en kilde til store utgifter. Med et hastighetstap på 1 knop vil man tape ialt 24 seglings-døgn pr. år. Hvis man legger til grunn de rater man har i 1974 vil mån for en stor oljetanker tape flere hundretusen pund pr. år.

Intrinisk overflateruhet kan holdes nede eller delvis elimineres ved flinke håndverkere som utfører arbeidet under gode beting- eiser, men kan ikke fullt ut elimineres. I mange tilfeller må malingen pålegges under ikke helt ut tilfredsstillende omstendigheter som etterlater en betydelig grad av overflateruhet.

For å bekjempe marin vekst vil man ofte som topplag pålegge en maling med anti-begroingsstoffer. En slik maling inneholder toksiske forbindelser, så som kopperoksyd som langsomt lutes ut. Utlut-ningen skjer ikke regelmessig og er uønsket raskt umiddelbart etterat skipet har blitt satt inn i drift, noe som igjen gjør at man får høy-ere konsentrasjoner av toksiske forbindelser omkring skipet i begynn-elsen noe som er et avfalls og forurensningsproblem, og man får lavere konsentrasjoner senere, noe som igjen resulterer i raskere vekst av

marine organismer. Videre vil vanlige antivekst malinger gi en elek-trisk polarisert overflate som blir ru med alderen og som fremmer en dannelse av den primære film som nevnt ovenfor. Mens tilstrekkelige toksiner og gifter skilles ut kan man hemme bakterieveksten, men når denne utskillelse stopper opp vil veksten snarere tvertimot bli frem-met.

Når marin vekst skjer under disse betingelser vil den feste seg sterkt til skipets skrog og må vanligvis fjernes ved tørr-dokking, skraping eller maling om igjen, og dette er en kostbar og tidskrevende prosess. En noe begrenset forbedring kan oppnås alternativt ved hjelp av høytrykksvanns-spyling eller mekanisk skrubbing. På grunn av mal-ingens porøse natur fjerner man imidlertid ikke selve vekstens grunn-lag, slik at forbedringen bare er forbigående.

En skipsreder er således stilt overfor det problem at han kan velge enten korte men ofte, eller sjeldne men lengre perioder hvor skipet er ute av drift.

For å unngå de problem som er angitt ovenfor kar det vært foreslått å dekke skipets skrog med en film av voks. Således beskriver UK-patent nr. 1336103 en fremgangsmåte hvor man temporært beskytter et skipsskrog etter sjøsetningen med et voksbelegg. Den fullstendige beskrivelse i UK-patentsøknad nr. 50525/73 beskriver en fremgangsmåte som gir en beskyttelse mot vekst på overflater under vann hvor man pålegger et vokslag på overflaten eventuelt over et malingslag, og laget dannes ved å sprøyte smeltet voks på overflaten (eller malingslaget hvor man har et slikt lag), .og lar voksen herdne in situ slik at laget dannes. Det påsprøytede lag kan glattes i det minste delvis ved resmeltning ved hjelp av et varmt verktøy. Praktiske eksperimenter med voksbelegg på oljetankere og resultater oppnådd med prøveplater nedsenket i sjøvann og i forskjellige laboratorieprøver har bekreftet at slike voksbelegg er meget lovende, men har også påvist to viktige problemer. Disse er følgende: 1) at voksoverflatens glatthet er meget viktig for å redusere friksjonen og krever meget spesiell oppmerksomhet, 2) at voksen i seg selv ikke har noen anti-begroingsegenskaper.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til glatting av voksbelegg, særlig voksbelegg påført ved sprøyting av smeltet voks på overflaten.

Foreliggende oppfinnelse angår således en fremgangsmåte for belegging av undervannsoverflater med voks som innbefatter at man pålegger overflaten et voksbelegg og glatter overflaten med en varm væske og/eller ved hjelp av mekanisk glatting, fortrinnsvis under betingelser som gir plastisk strømning og deformering av belegget uten at selve vokslegemet smeltes om igjen.

Væsken kan være en gass, da spesielt luft, hvis den brukes i kombinasjon med mekaniske glatting eller kan være en ren væske, f.eks. varmt vann hvis dette brukes alene. Væsken kan rettes inn mot overflaten som en stråle, fortrinnsvis i en skrå vinkel for å lette strømning og deformasjon. Vinkelen kan hensiktsmessig være fra 5 til 4 5° i forhold til overflatens plan. Hvis væsken er en gass kan dens temperatur være fra 100 til 500°C, mens- det for en vanlig væske bør fortrinnsvis være en temperatur fra 20 til 110°C. Ettersom de fleste vokstyper smelter ved temperaturer fra 45 til 120°C, bør væskens temperatur velges i forhold til væskestrålens hastighet over den overflate som skal behandles samt væskens avkjølingshastighet slik at den mengde varme som tilføres voksoverflaten fortrinnsvis ikke er så høy at selve hovedmengden av voks smelter. Væsken i strålene kan ha et trykk fra 1,4 x 10 dyn/cm til 4 20 x 10 dyn/cm , og strålene kan være fra 1 cm til 1 m fra overflaten. Det foretrukne trykk for en gass er fra 1,4 x 10 dyn/cm 2 til 35 x 10 dyn/cm 2, og for en væske fra 35 til 420 x IO<6>dyn/cm<2>.

Bruken av en væske kan kombineres med mekanisk glatting eller mekanisk glatting kan brukes som sådan alene. Med mekanisk glatting forstås at man fører en klut eller en børste over flaten med en relativ høy hastighet, og denne mekaniske glatting må skilles fra bruken av oppvarmede overflater som langsomt trekkes over overflaten for det formål i alt vesentlig å resmelte voksen. Ingen varme på settes ved den mekaniske glattingen i seg selv, idet varmen enten tilføres ved hjelp av væsken eller den friksjon som oppstår ved kontakt mellom anordningen og. overflaten. I praksis har man funnet det effektivt å bruke roterende glattende anordninger med perifere hastigheter på mellom 130 og 3000 m pr. minutt, mer spesielt fra 300 til 1500 m pr. minutt, og en spesielt fordelaktig og brukbar kombinasjon består av børster med en diameter på 4 0 cm som roterer med en omdreining på 320 omdreininger pr. minutt, noe som gir en skrubbehastighet på 4 00 m pr. minutt. Disse glatteanordningene kan være børster med relativt myk bust. Nevnte bust kan typisk være frem-stilt av stål, nylin, PVC, polyetylen eller fiberforsterkede polymerer. Bustens effektivitet vil være regulert av det materiale de er laget av, deres stivhet, diameter, påsatt belastning og arbeidsvinkel.

Polymeriske materialer selv når de er forsterket med fibrer,

er bløtere og har lavere bøyemodulus enn stål. Stivheten i polymer-bust kan økes slik at den kan sammenliknes med det man finner i stålbust ved at man øker bustdiameteren. I slike tilfeller vil også polymerisk bust være i stand til å fjerne selv sterk begroing. Imidlertid vil den lavere hardheten man finner i plast og en finere polerende évne i fibrene sikre at overflaten ikke blir skadet, noe som lett oppstår når man bruker stålbust. Således vil skroget bli renset for begroing og man oppnår god glatthet. Egnede verdier for de enkelte parametre kan velges alt etter sammensetning og hardhet på dén voks som brukes. Glattingsanordningen kan også være en fUt-pute, en hette av lammeull eller et svakt slitende syntetisk materiale av "Scotchbrite"-typen.

De roterende børstene kan gli over voksbelegget med en hastighet som varierer fra 5 cm til 5 m pr. sekund.

Dé vokstyper som kan brukes vil vanligvis ha en inntrengningsverdi på fra 1 til 60 mm x 10 slik denne verdi kan bestemmes ved frem-gangsmåten fra ASTM D 1321, og med disse vokser vil man fortrinnsvis bruke glatningsanordninger som har et trykk fra 0,007 til 7 x 10 g dyn pr. cm 2, og lavere trykk er foretrukket for puter og liknende, mens man anvender høyere trykk når man bruker børster.

En hensikt ved glatningsteknikken ifølge foreliggende oppfinnelse er å gi overflaten høy glans og ikke bare fjerne høyereliggende punkter og fylle i depresjoner. Som nevnt ovenfor oppnås høy glans best ved hjelp av en plastisk strømning og deforma<*>sjon mer enn en omsmeltning, og dette kan oppnås ved et korrekt valg av væsketempera- tur og/eller trykk på den mekaniske glatningsanordningen. Graden av overflateglans kan måles ved et glansmeter, f.eks. the Sixty Degree Specular Gloss Meter, som selges av Sheen Instruments Limited, Richmond, Surrey, England, og voksoverflaten bør fortrinnsvis ha en glans på minst 50%.

Man kan bruke en rekke forskjellige vokstyper som nevnt ovenfor, og voksen bør fortrinnsvis ha et smeltepunkt fra 45 til 120°C og en inntrengningsverdi fra 1 til 60 mm x 10 (ASTM D 1321) . Egnede vokstyper innbefatter mineralvokser, f.eks. parafinvoks, klorinert parafinvoks, mikrokrystallinsk voks, ozokeritt og ceresin, vegetabil-ske eller animalske vokser, f.eks. karnauba voks samt syntetisk voks, f.eks. Fischer-Tropsch-voks. Man kan bruke både oksydert og uoksydert voks. Man kan bruke blandinger av to eller flere typer voks for å få en optimal fysisk egenskap, f.eks. spesielt god glans. For eksempel kan voksen inneholde fra 1 til 20 vekt-% av en alkyd eller shellac-harpiks for å gi belegget høy overflateglans, alternativt kan man bruke samme mengde av polyetylen eller polyvinylacetat for dette formål .

Som nevnt ovenfor vil glatningsteknikken ifølge foreliggende oppfinnelse være spesielt godt egnet for voksbelegg pålagt ved hjelp av påsprøytning av smeltet voks, f.eks. slik det er beskrevet i UK-patentsøknad nr. 50523/73.

Et biocid kan være inkorporert i voksen slik det er beskrevet

i UK-patentsøknad nr. 11186/74, 11187/74 og 25085/74.

Foreliggende oppfinnelse innbefatter overflater for undervanns-bruk med et glattet voksbelegg slik det er beskrevet ovenfor. Nevnte overflater kan være skipsskrog eller andre faste eller bevegbare undervannsoverflater, f.eks. benene på bore og produksjonsplattformer.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

Eksempel 1.

En voksfilm ble dannet ved å sprøyte smeltet parafinvoks (smeltepunkt 60-62°C) på en stålplate. Det første belegget hadde en nominal tykkelse på 250 mikrometer, men var meget grovt og ujevnt, d.v.s. hadde en midlere ruhet på mindre enn 200 mikrometer-centerlinjer.

En vannstråle med en temperatur på 55°C og et trykk på 124 kg/cm ble rettet inn mot voksoverflaten med en vinkel i forhold til overflaten på fra 20 til 3 0°. Når strålen var 1 meter fra overflaten fikk man ingen glatting. I en avstand av 3 0 cm fra overflaten fikk man en viss mengde plastisk strømning og en viss grad av glatting. Ved en avstand på 10 cm ble overflaten plastisk deformert og man fikk en overflateruhet i middel på mindre enn 10 mikrometer-S^nterlinjer.

Når trykket ble øket til 210 kg/m fikk man denne samme grad av glatting ved en avstand på 20 cm fra overflaten.

Eksempel 2.

Voksfilmeri ble dannet ved å sprøyte forskjellige blandinger av smeltet voks på stålplater. Filmene hadde en midlere tykkelse på 150 mikrometer, men var rue og hadde ikke fin glans. Voksfilmene ble så mekanisk polert ved å bruke et poleringsstykke av lamull med en diameter på 12,5 cm, en rotasjonshastighet på 2000 omdreininger pr. minutt og hastighet på 5 cm/sekund. Man fikk de følgende resultater ved et trykk på o 1,02 kg/cm 2 på poleringsanordningen.

Det fremgår at alle de polerte belegg var meget glatte og de som inneholdt karnauba eller oksydert mikrovoks hadde også en betydelig glans.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for belegging av undervannsflater med voks, karakterisert ved at man pålegger overflaten et voksbelegg og glatter overflaten med en væske og/eller ved hjelp av mekanisk glatting, fortrinnsvis under slike betingelser at man får en plastisk strømning og deformering av belegget uten at man smelter om igjen selve hovedmassen av voks.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at væsken er en flytende væske som brukes alene ved temperaturer fra 20 til 110°C.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at væsken er vann som påsettes med ét trykk fra 35 til 420 x 10 6 dyn pr. cm 2 i en avstand fra 1 cm til 1 m fra overflaten.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man bruker en gass ved en temperatur fra 100 - 500°C i kombinasjon med mekanisk glatting.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at væsken er luft påsatt ved et trykk fra 1,4 til 35 x 10 <6> dyn pr. cm 2 i en avstand fra 1 cm til 1 m fra overflaten.

6. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-5, karakterisert ved at væsken rettes inn mot voksoverflaten med en vinkel fra 5 til 4 5° i forhold til overflaten.

7. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1,4,5 eller 6, karakterisert ved at den mekaniske glatningsanordningen er en roterende anordning som har en perifer hastighet på fra 30 til 3000 m pr. minutt, fortrinnsvis 300 til 1500 m pr. minutt.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 4,5,6 eller 7, karakterisert ved at den mekaniske glatningsanordningen på-6 2 settes overflaten med et trykk fra 0,007 til 7 x 10 dyn pr.cm .

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 4,5,6,7 eller 8, karakterisert ved at den mekaniske glatningsanordningen føres frem over overflaten med en hastighet fra 5 cm til 5 m pr. sekund.

10. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-9, karakterisert ved at voksen har et smeltepunkt fra 45 til 120°C og en inntrengningsverdi på fra 1 til 60 mm x 10 ved den frem gangsmåte som er beskrevet i ASTM D.1321. <11> • Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-10, karakterisert ved at voksen inneholder ifra 1 til 20 vekt-% av en alkyd eller shellakharpiks, polyetylen eller polyvinylacetat.

12. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-11, karakterisert ved at voksoverflaten glattes til en glans på minst 50%.