Verschmutzungskontrolle auf Arbeitsbooten

(Biofouling Foto - US Navy Foto von Mass Communication Specialist Seaman Lehrling Christopher Frost / Freigelassen [Ein Seemann scharrt Seepocken von der Unterseite eines Festrumpf-Schlauchbootes an Bord eines Flugzeugträgers.])

Buddy Reams, NACE

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Da die heimische Offshore-Energieindustrie immer noch so schwach rührt, wird die Aufgabe, lange ruhende Schiffe - einige davon mit ausgedehnten Rumpffolgen - zu reaktivieren, zu Job ONE. Das ist einfacher gesagt als getan.

Pflege und Erhaltung von Schiffsrümpfen: Arbeitsschiffe gegen Tiefseeschiffe
Noch nie gab es eine Fülle von Daten zu den Prozessen, die mit der Verschmutzung von Schiffsrümpfen zusammenhängen. Die Bildung von Biofilmen und das anschließende Mikromakro- und Biofouling wurde bis ins kleinste Detail untersucht, und die Auswirkungen verschiedener Beschichtungen wurden für viele Schiffsklassen und Meeresumgebungen sorgfältig dokumentiert.

Das Verhältnis von Rumpfzustand zu Kraftstoffeffizienz wurde ebenfalls im Detail untersucht. Bei Hochseeschiffen gibt es gegensätzliche Prozesse: Je schneller sich das Schiff durch das Wasser bewegt, desto langsamer wächst das Meeresleben auf dem Rumpf; Auf der anderen Seite, je mehr marine Leben auf dem Rumpf wächst, desto mehr Widerstand gegen die Schiffsgeschwindigkeit.

Es wurde von der Clean Shipping Coalition geschätzt, dass eine Kraftstoffersparnis von 15 bis 20 Prozent erreicht werden könnte, wenn die "beste verfügbare" Beschichtungstechnologie auf Behälter abgestimmt wäre, die richtig angewendet und gewartet werden. Der entsprechende Rückgang der Emissionen ist ebenfalls in Betracht zu ziehen. Selbst eine kleine Menge von Störungen der glatten Oberfläche an einem Schiffspropeller oder -rumpf kann genug Turbulenz erzeugen, um die Treibstoffeffizienz zu reduzieren. Daher ist die Motivation zur Kontrolle der Verschmutzung des Rumpfes signifikant.

Ein weiterer wichtiger Aspekt sind die Auswirkungen von Biofouling auf die Meeresökologie von Häfen. Die Tiefseeschiffe, die Fracht durch große Ozeane transportieren, haben auch die Neigung, lebensfähiges Meeresleben zu transportieren. Diese invasiven Arten können die regionale Umweltverschmutzung stören, und die Mechanismen für deren Transport werden von der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation (IMO) geregelt.

Hierin liegt die wichtige Frage: Wie viel Fouling kann im Vergleich zu Arbeitsschiffen von Tiefwasserschiffen toleriert werden? Zu den Schlüsselelementen gehören die Rumpffähigkeit und die Bemühungen, Emissionen zu reduzieren, und die andere ist Invasive Aquatische Arten (IAS).

Tiefseeangelegenheiten
Die IMO hat umfassende Leitlinien für Biofouling aufgestellt. Für Hochseeschiffe ist es wichtig, dass alle Beteiligten - an Land und an Bord - den Schiffsrumpf frei halten. Dies wirkt sich sowohl auf die wirtschaftlichen als auch auf die ökologischen Ergebnisse aus. Ballasttanks müssen ebenfalls gemanagt werden, da diese Brutstätten für invasive Arten sein können; eine viel größere Herausforderung für Tiefsee-Schiffe im Vergleich zu Braunwasser-Arbeitsbooten.

Eine Ressource, die Schiffseignern in dieser Angelegenheit zur Verfügung steht, ist die enzyklopädische Natur von Katalogen mariner Arten, die von verschiedenen Forschungsorganisationen auf Schiffsrümpfen beobachtet werden. Eine weitere Quelle ist der von NACE International veröffentlichte Bildstandard für die Bewertung von Biofouling unter Wasser von 2017, der eine einheitlichere Beschreibung des Biofoulinggrades auf einem Schiffsrümpfen ermöglichen soll. Nicht weniger wichtig ist der Einfluss von Fouling und Biofouling auf Korrosionsschutzbeschichtungen. Daher ist die von NACE neu veröffentlichte Standard-Praxis ein wesentliches Werkzeug für Meereskorrosionsspezialisten.

Gemäß der Norm variieren "die Raten der Biofouling-Akkumulation beträchtlich in Abhängigkeit von der Eignung, dem Alter und dem physischen Zustand der Beschichtungssysteme, die auf den Schiffskörper aufgebracht werden, sowie von den Anlege-, Verankerungs- und Aufbaumustern des Schiffs und der geographischen Lage Regionen, in denen diese stattfinden. "Daher ist die Notwendigkeit eines Bildstandards und sachverständiger Meereskorrosionsingenieure zur Bewertung der Bedingungen von Schiffsbeschichtungen unerlässlich.

Code, der den Biofouling-Grad darstellt

Code Grad der Biofouling

• L: Lichtmikrofouling ("dünner Schleim")
• M: Mittleres Mikrofouling ("mäßiger Schleim")
• H: Schweres Mikrobewuchs (dicker Algenschlamm / aufkommender Bart)
• 1: Bis zu 1% Deckung durch Makrofouling
• 5: Bis zu 5% Abdeckung durch Makrofouling
• 10: Bis zu 10% Abdeckung durch Makrofouling
• 15: Bis zu 15% Abdeckung durch Makrofouling
• 15+:> 15% Deckung durch Makrofouling

Quelle: NACE International

Bei Tiefwasserfahrzeugen fördern sowohl die Kraftstoffkosten als auch die sich rasch entwickelnde Durchsetzung von BWTS-Anlagen rechtzeitige und genaue Aufmerksamkeit für das Management von Beschichtungen. Auf der anderen Seite kann das Management von Arbeitsboot-Beschichtungen willkürlich sein, da erhöhte Treibstoffkosten toleriert werden können, da der Transport von invasivem aquatischen Leben typischerweise kein Problem darstellt.

Bei Tiefwasserschiffen gibt es im Vergleich zu Arbeitsschiffen weniger Spielraum für Fehler. Ausgereifte Beschichtungstechnologien werden sorgfältig ausgewählt, angewendet und überwacht. Hochseeschiffe verursachen im Hafen enorme Verluste, und zwar nicht nur aufgrund von Umsatzeinbußen, sondern auch wegen des erhöhten Fouling- und Korrosionspotentials bei Nichtbenutzung.

Was ist mit Arbeitsbooten?
Das typische Betriebsprofil eines Arbeitsbootes unterscheidet sich stark von Tiefwasserfahrzeugen. Arbeitsboote können Langsamlauf- und Layup-Schiffe sowie Schiffe mittlerer Reichweite mit Geschwindigkeiten von 20 bis 25 Knoten umfassen. Sie können Küstenschlepper- und Lastkahnflotten sowie Kreuzfahrtschiffe und Schiffe für das Militär einschließen, wo lange Wartezeiten sind.

Unabhängig von der Schiffsklasse ist die Bewuchskontrolle für die Wartung des Rumpfes unerlässlich. Der gemeinsame Nenner zwischen Arbeitsbooten und Tiefwasserschiffen ist die Pflege und Erhaltung des Rumpfes. Fouling und Biofouling können die Lebensdauer von Korrosionsschutzbeschichtungen verkürzen, was teure Ausfallzeiten und verkürzte Lebenszyklen von Arbeitsschiffen erfordert. In dieser Hinsicht gibt es kaum Unterschiede zwischen Beschichtungen für Arbeitsschiffe und Tiefwasserbehälter. Das gesagt; Arbeitsboote haben typischerweise einen einfacheren und häufigeren Zugang zu Tauchern und Rumpfreinigern.

Wenn der Eigentümer eines Arbeitsbootes die Anwendung von Beschichtungen auf ungelernte oder unqualifizierte Auftragnehmer überträgt, kann die Zuverlässigkeit von Anfang an beeinträchtigt sein. Obwohl die gleiche hochqualitative Beschichtung wie auf einem Tiefwasserbehälter verwendet werden kann, hängt die Zuverlässigkeit dieser Beschichtung stark von ihrer richtigen Anwendung ab.

Arten von Beschichtungen
Die zwei grundlegenden Zwecke von Beschichtungen sind, den Rumpf vor Rost zu schützen und, zweitens, die Korrosionsschutzbeschichtung vor Verschmutzung und Biofouling zu schützen. Das Meeresleben kann sich nachteilig auf die Schutzfarbe auf den Schiffsrümpfen auswirken. Die Antikorrosionsbeschichtung ist die letzte Verteidigungslinie. Sobald diese Beschichtung beschädigt ist, ist der Stahlrumpf freigelegt und das Gefß kann irreparabel beschädigt werden. Aus diesem Grund kann die Kontrolle der Verschmutzung für Arbeitsboote sogar noch wichtiger sein, da diese Behälter häufiger untätig sind und daher anfälliger für Verschmutzung und Biofouling sind.

Fouling-Control-Beschichtungen umfassen Anti-Fouling (AF) -Beschichtungen und Foul-Release (FR) -Beschichtungen. Erstere sind auf Biozide angewiesen; Letztere beruhen auf mechanischen Eigenschaften, um die Haftfestigkeit zu verringern. AF-Beschichtungen sind typischerweise Opferbeschichtungen. Sie tragen allmählich zu den freiliegenden Schichten von bioziden Wirkstoffen ab. Die Entwicklung von Beschichtungen muss heute auch die Freisetzung von toxischen Substanzen in die Umwelt berücksichtigen, von der Vorbereitung der Oberflächen bis zum Aufbringen der Farbe. Die Verwendung verschiedener Beschichtungen muss gegen die anderen stromabwärtigen Konsequenzen wie Verschmutzung, erhöhte Treibhausgasemissionen usw. abgewogen werden.

Auf Silyl basierende AF-Beschichtungen sind weniger von der Bewegung eines Gefäßes durch das Wasser abhängig als andere. Selbstpolierende AF-Beschichtungen zeichnen sich durch eine Biozidfreisetzungsrate aus. Dies ist die Polierrate für die Beschichtung. Es sollte angemerkt werden, dass Standard-AF-Beschichtungen auf Acrylharzbasis die Rauheit im Laufe der Zeit als eine Konsequenz des Poliereffekts verringern können, jedoch eine zunehmende Verschmutzung erfahren werden, wenn der Biozidgehalt an der Beschichtungsoberfläche mit der Zeit abnimmt. Eine Rauheitsmessung kann im Trockendock und von Tauchern durchgeführt werden, die den Verschmutzungsgrad im Betrieb bewerten, um die Rauhigkeit der Beschichtung zu charakterisieren, und dies kann mit den Kraftstoffkosten zusammenhängen.

Da das Betriebsprofil des Schiffes bekannt ist, kann ein System mit einer fünfjährigen Antifouling-Leistung gebaut werden. Software kann zusammen mit dem Betriebsprofil verwendet werden, um die Filmdicke zu berechnen. Auf diese Weise kann die AF-Beschichtung auf die Bedürfnisse des Kunden zugeschnitten werden, was zu einer viel besseren Kraftstoffökonomie führt, indem die Rauheit des Rumpfes kontrolliert wird.

Die Methode zur Reinigung des Schiffsrumpfs ist ein weiterer wichtiger Faktor, der berücksichtigt werden muss. Der Reinigungsplan und die Verfahren hängen von einer gründlichen Kenntnis von Foulingprozessen ab. Die Haftung von Meereslebewesen am Schiffsrumpf hängt von der Art der Beschichtung sowie von der Art ab. Das gewählte Reinigungsverfahren hängt von dem Verschmutzungsgrad oder Biofouling und der Möglichkeit ab, dass das Reinigungsverfahren die verschiedenen Schichten der Beschichtung beschädigt. Es wird typischerweise mehrere Reinigungszyklen geben, bevor eine neue Beschichtung aufgebracht werden muss. Die verschiedenen Grade der Adhäsion von Meereslebewesen an Schiffsrümpfen und optimale Reinigungsmethoden wurden kürzlich von Oliveira und Granhag in "Übereinstimmende Kräfte angewendet bei der Reinigung von Unterwasserrumpf mit Adhäsionsfestigkeit von Meeresorganismen" [4] beschrieben. Es gibt keine Standards und keine allgemein anerkannten Methoden zur Rumpfreinigung. Diese Situation des "wilden Westens" kann am besten durch eine Standardisierung gelöst werden, die durch die Schaffung eines Verbandes von Schiffsreinigern wesentlich erleichtert würde.

Fazit
Die vielleicht beste Investition, die ein Bootsbauer leisten kann, ist, sich mit einem Bootsspezialisten über die Best Practice für seine spezielle Klasse von Arbeitsbooten zu beraten, basierend auf dem Klima und den Arbeitsbedingungen, unter denen das Arbeitsboot steht. Dies kann helfen, sicherzustellen, dass eine Beschichtung gemäß den Herstellerspezifikationen aufgebracht wird, und auch ein Rumpfreinigungsschema entwickeln, das die Lebensdauer der Beschichtung und des Arbeitsbootes maximiert. Die empfohlenen Richtlinien werden in Kraftstoffeinsparungen, reduzierten Ausfallzeiten und längeren Betriebszeiten des Schiffes eingespart.

Fortschrittliche Beschichtungstechnologien, die für Tiefseeschiffe entwickelt wurden, sind auch für Arbeitsboote verfügbar. Ihre ordnungsgemäße Anwendung und Verwaltung erfordert jedoch in jeder Phase des Beschichtungsmanagements einen gut ausgebildeten Spezialisten auf dem Gebiet der Meereskorrosion.

Buddy Reams ist der erste Chief Maritime Officer von NACE International, eine Position, die er im April 2016 nach seinem Rücktritt von fast drei Jahrzehnten Dienstzeit an der US-Küstenwache begonnen hat. Er leitet die Entwicklung von Korrosionsschutzprogrammen und -dienstleistungen, um der steigenden Nachfrage aus allen maritimen Industrien gerecht zu werden, insbesondere in den Bereichen Schiffbau, Schifffahrt und Offshore. Bevor er zu NACE International kam, war er zuletzt als Chief of Maritime Prevention Operations für den Seventh Coast Guard District tätig. Reams hält Bachelor- und Master of Science-Abschlüsse in Marine Architecture & Marine Engineering von der US Coast Guard Academy und der University of Michigan. Er hat auch einen Master of Science in Industrial Operations Engineering von der University of Michigan.

Dieser Artikel erschien erstmals in der Septemberausgabe des MarineNews Magazins.