Voor de scheepsbouw: Perfecte, kant-en-klare verduurzaming

De scheepswerfsector wordt op het ogenblik in de hele wereld gezien als een boom branche. Recentelijk hebben bijvoorbeeld de werven in St. Petersburg weer talrijke grote opdrachten voor marine- en handelsschepen ontvangen. Hoewel outsourcing in Rusland nog in de kinderschoenen staat, heeft deze industrietak ook daar de kosten- en flexibiliteitvoordelen  van dit toegevoegde-waardescheppende proces ingezien. In dat kader neemt het RM Steel concern, voor de werven hier de voorbewerking en het verduurzamen van plaatstaal en profielen op zich. De complete conserveringslijn, dus inclusief straal- en lakinstallaties, met een totale lengte van 72 m, wordt ontworpen en geleverd door Rösler Oberflächentechnik GmbH in het Frankische Untermerzbach.

Meer dan 100.000 ton per jaar aan (plaat-) staal, spanten en profielen, verdeeld over 1.000 verschillende typen met maximale breedten van 3.300 mm en dikten tot 500 mm worden voortaan in St. Petersburg voor de scheepswerfindustrie in een Rösler doorloopinstallatie verduurzaamd. De taakstelling was helder gedefinieerd: maximale beschikbaarheid, rentabiliteit en flexibiliteit bij het bewerken van de materialen. Een extra uitdaging was dat gebruik moest worden gemaakt van de meest uiteenlopende lasprimers, aangezien reders en andere klanten van de werf allen een eigen "huiskleur" hebben.

Deze conserveringssystemen worden gebruikt om het materiaal van roest en oxide-aanslag te ontdoen en het aansluitend tijdelijk te coaten met een anticorrosiemiddel (lasprimer).

Op de RM Steel installatie worden de platen, spanten en profielen eerst over rollenbanen naar de afblaasinrichting gevoerd voor het verwijderen van water of grove verontreinigingen. In tegenstelling tot vergelijkbare voorzieningen werkt de Rösler afblaasinrichting niet met perslucht maar met ventilatoren. Het voordeel van deze opzet blijkt vooral uit de lagere energiekosten. Niet meer dan 4 tot 8 kW aan elektriciteit zijn nodig om aanhangend water te verwijderen, in plaats van de 400 tot 800 kW aan thermische energie die bij de gebruikelijke systemen voor het verdampen van het vocht nodig zijn. Eventueel restvocht wordt vervolgens verwijderd in een voorverwarmingsinstallatie, die met circulerende hete lucht werkt. Zo wordt tevens voorkomen dat vocht bij het straalmiddel kan komen. De hoofdtaak van de voorverwarmer is evenwel het opwarmen van het materiaal tot ongeveer 35° C. Deze temperatuur is optimaal bevorderlijk voor het aanbrengen van verf. Enerzijds is een relatief snelle droging gewenst, anderzijds mag het verdampen van oplosmiddelen en/of water niet zo snel verlopen, dat de noodzakelijke bindmiddelreactie en daarmee de opbouw van een homogene verflaag nadelig beïnvloed wordt.

176 kW voor een schoon oppervlak

Getemperd en ontdaan van grove verontreinigingen doorloopt het materiaal dan de RRB 32/5 rollenbaanstraalinstallatie. De rollenbaan, die een belangrijk onderdeel vormt van een conserveringslijn, is door Rösler speciaal ontwikkeld voor het bewerken van zeer lange werkstukken en grote staalplaten. Het hart van de RRB 32/5 is een achttal hoge-capaciteit centrifugaalwaaiers van het type Hurricane® H42, die aangebracht zijn in het cabinehuis - vier boven en vier beneden, haaks op de bewegingsrichting van de werkstukken en die een straalmiddeldebiet realiseren van meer dan 260 kg/min. De enkelschijfsconstructie zorgt  enerzijds voor minder waaierslijtage door toedoen van het straalmiddel en anderzijds voor een grote en gelijkmatige straalmiddelbundel (de ovale kernzone van de impact, ook bekend als "hot spot"). Met een aandrijfvermogen van 22 kW per stuk - dus in totaal 176 kW, wordt het materiaal dan gestraald, om de vereiste graad van reinheid SA 2,5 (industrienorm) te bereiken. Het resultaat is een oppervlakteruwheid van 45 µm tot 65 µm. De straalenergie moet daarbij gelijkmatig en zo homogeen mogelijk over het totale werkstuk worden verdeeld. Daarom is, in tegenstelling tot traditionele straalinrichtingen, bij Rösler de afstand van de waaiers tot het straalgoed nagenoeg identiek. Gerangschikt in een hoek van ongeveer 10° vuren deze per minuut meer dan twee ton rondkorrelig straalgoed op de werkstukken af, zonder schaduweffecten te veroorzaken. Om een optimaal compromis te bereiken tussen straalmiddeltoevoer, realiseerbare hot spot en rentabiliteit, zijn in het systeem van St. Petersburg de waaiers uitgevoerd met rechte schoepen. Dankzij de in het straalproces opgewekte kinetische energie wordt de materiaaltemperatuur van 35° C tijdens het stralen gehandhaafd. Het gebruikte straalmiddel wordt onderin de installatie opgevangen en via uiterst slijtvaste vijzels naar de voet van de emmertransporteur gebracht. De sterke emmers van mangaanstaal voeren het gebruikte straalmiddel omhoog, naar een windscheider. Daar wordt het straalmiddel van stof, oxidatieresten en gruis gereinigd, waarna het via een bunker aan de Hurricane® H42 centrifugaalwaaiers toegevoerd wordt. De selectiviteit van het windscheiderproces bepaalt in overwegende mate de verbruiks- en slijtagekosten van de installatie.

Een ruim bemeten werkkuil zorgt ervoor dat de onderste waaiers en de voet van de emmertransporteur makkelijk toegankelijk zijn voor onderhoudsdoeleinden.

Om de gewenste hoge automatiseringsgraad te bewerkstelligen heeft men bij Rösler gekozen voor een Siemens SPS regelaar S 7. Via deze regelaar wordt centraal gemeten, geëvalueerd, fouten geanalyseerd en gegevens opgeslagen. Bij de RM Steel installatie zorgt de regelaar tevens voor het automatisch bijvullen, resp. de toevoer van straalmiddel. Deze hoge graad van automatisering toont duidelijk aan hoe rendabel dergelijke installaties gebruikt kunnen worden. Er zijn slechts twee personen nodig voor de aan- en afvoer van het te bewerken, resp. te verduurzamen materiaal. Centraal thema in de straaltechnologie is echter nog steeds het beperken van slijtage. Daarom zijn alle slijtagegevoelige onderdelen van de Rösler installatie uitgevoerd in mangaanstaal.

Gerichte en gelijkmatige coating - tot in het kleinste detail

Na het stralen is het te bewerken materiaal schoon, maar dan begint het eigenlijke conserveringsproces. Hiertoe moet een lasprimer als tijdelijke bescherming worden aangebracht met een gelijkmatige laagdikte van bijvoorbeeld 20 µm. Een technologisch kunststukje volgens Klaas Boie, verantwoordelijk bij Rösler Oberflächentechnik GmbH voor de procestechnologie en de verkoop van conserveringslijnen: "Wij moeten hier werken met zeer nauwe toleranties. Is de laag te dik dan bestaat het gevaar dat bij vervolgbewerkingen, zoals afbranden en lassen, gassen uit deze laag in de lasnaad binnendringen. Anderzijds dient de corrosiebescherming allesbedekkend te zijn, tot in de kleinste hoeken en gaten". Een ander problematisch aspect is dat, aangezien de materiaalruwheid ongeveer driemaal zo groot is als de aan te brengen laag, ook de oppervlakoneffenheden voorzien moeten worden van een gelijkmatige coating op de juiste dikte. Is de gekozen primer te dunvloeibaar dan worden de groeven gevuld terwijl de uitsteeksels te weinig bedekt worden. Bij te hoge temperaturen wordt de coating daarentegen poreus. Indien alle parameters optimaal op elkaar zijn afgestemd, kan de Rösler installatie platen stralen en coaten met een doorloopsnelheid van 4 m/min. en profielen met een snelheid van 2 tot 3 m/min. De spuitstraal bestrijkt daarbij  de volledige breedte van het werkstuk. De spuitmonden, die gerangschikt zijn op een bovenste en onderste slede, vormen een hoek van 45° met het materiaaloppervlak. Zo worden bijvoorbeeld ook bij de verduurzaming van H-profielen alle vlakken en inkartelingen bereikt. De spuitsleden zijn verder voorzien van foto-elektrische beveiligingen. Wanneer de lichtstraal door een werkstuk wordt onderbroken, gaat er een bericht naar de regelaar. Op deze manier wordt ervoor gezorgd dat de spuitpistolen niet eerder worden geopend dan wanneer zich materiaal binnen het bereik ervan bevindt. Aangezien het meetpunt echter niet de impact van de verfkegel weergeeft, wordt een spuitvertraging aangehouden. Hetzelfde geldt voor de naspuittijd. Een proces dat in het bijzonder van belang is bij het coaten van zogenaamde Holland profielen (HP). Deze profielen worden bij de vervolgbewerking met de felsranden aaneengelast, hetgeen betekent dat de primer hier zeer precies aangebracht dient te worden.

Een bijkomend voordeel van deze exact gedefinieerde en doelgerichte manier van coaten is dat er bijna geen primer wordt verspild, omdat praktisch nooit naast het materiaal gespoten wordt. Overspray kan echter niet volledig worden vermeden. Daarom worden de vochtige verfdeeltjes via een door Rösler verder ontwikkelde en gepatenteerde borstelvoorscheider schoongezogen. De verfnevel slaat neer op de borstels en wordt daar gedroogd. Deze borstelvoorscheiding reduceert bovendien de filterbelasting met zo'n 60 tot 80 procent.

Het coaten wordt gevolgd door het proces van het verfdrogen. Ook hier treden synergie-effecten aan de dag, resulterend uit het Rösler concept van de volledige verantwoordelijkheid voor gebruiksklare conserveringslijnen: als warme lucht voor het nadrogen wordt de afgewerkte lucht van de voorverwarmer benut.

Het totaalpakket geeft meestal de doorslag

Bovengenoemde conserveringsinstallatie is niet het eerste turnkey project onder Rösler's totale verantwoordelijkheid. Evenwel heeft Rösler naast de technische knowhow en met een doorslaggevende positieve logistieke oplossing ook door aantoonbare rentabiliteit kunnen overtuigen. Volgens Klaas Boie: "Als onderdeel van de offerte hebben wij een "zorgenvrij" pakket geïntroduceerd. Zorgenvrij in de zin dat dit pakket behalve de financiering ook een gedetailleerde rentabiliteitsberekening omvat. Daarbij worden de kosten voor elektriciteit, gas, verf alsmede afschrijving en een rekenrente in aanmerking genomen. Kortom: de klant ziet in één oogopslag wat de verduurzaming van een m2 plaatstaal of een ton staal kost. Mijn ervaring heeft mij ook geleerd dat het op dit moment het totaalpakket is dat door klanten wordt gewenst. Daarom is Rösler nu als betrouwbare aanbieder van totaalpakketten de ideale partner bij het realiseren van investeringsplannen op het gebied van staalstralen en conserveren." Met dit totaalpakket kan Rösler het opnemen tegen de concurrentie en blijkt ook voor andere gebruikers interessant. Sinds de RM Steel opdracht zijn door andere exploitanten orders geplaatst voor nog eens zeven conserveringslijnen.

  Het complete conserveringssysteem wordt onder
  Rösler's totale verantwoordelijkheid gebruiksklaar
  geïnstalleerd. Interfaces zijn hierdoor nauwelijks nodig.

Rollenbaanstraalinstallaties zijn door Rösler speciaal geconstrueerd voor zeer lange werkstukken en platen
van grote afmetingen; zij vormen de efficiënte
voorwaarde voor optimaal coaten.

  De afblaasinrichting verwijdert water of grove 

  verontreinigingen door middel van ventilatortechniek.

Het aanbrengen van lasprimer staat bekend als een 
technologisch moeilijk proces: de laagdikten van 20 µm 
moeten zeer nauwkeurig aangehouden worden.

  Met een gerichte voorbehandeling en een gesloten coating
  zijn de materialen tot aan de volgende bewerking
  maandenlang, zelfs tegen een zilte zeewind beschermd.

Contactpersoon:
Rösler

Reggestraat 18

5347 JG  OSS

Tel.: +32 412 646600,

Fax: +32 412 646046,