Anwendungen von Laserreinigungsmaschinen im Schiffbau und in der Schwerindustrie
Im Schiffbau, bei Schiffsreparaturen und in der Schwerindustrie ist die Oberflächenbehandlung ein wichtiger Schritt. Sie beeinflusst die Produktqualität, die Lebensdauer der Beschichtung und die Stabilität nachfolgender Prozesse. Stahlplatten, Schweißkonstruktionen, Lagertanks, Rohre, schwere Maschinen und große Stahlkonstruktionen weisen nach der Bearbeitung oder langer Nutzung oft Zunder, Rost, alte Farbe, Öl, Salz und andere Verunreinigungen auf der Oberfläche auf. Wenn diese Oberflächenprobleme nicht gut gereinigt werden, können sie die Korrosionsschutzbeschichtung und die Schweißqualität beeinträchtigen. Sie können auch die langfristige Leistung der Ausrüstung beeinträchtigen.
Aus diesem Grund werden Laserreinigungsmaschinen im Schiffbau und in der Schwerindustrie häufiger eingesetzt. Tests vieler Werften und Schwerindustrieunternehmen zeigen, dass Faserlaser-Reinigungsmaschinen Marine-Stahl und große Industrieanlagenoberflächen reinigen können. Sie können Zunder, Rost, Farbe, Salz, Rohöl, Fett und andere Verunreinigungen entfernen. Sie können auch dazu beitragen, dass die gereinigte Oberfläche einen hohen Reinheitsgrad erreicht. In einem HANTENCNC-Test wurde eine 6000W kontinuierliche Laserreinigungsmaschine verwendet. Das Ergebnis zeigte, dass sie die SA2.5-Anforderung nach ISO 8501 erfüllen konnte.
Warum Schiffbau und Schwerindustrie Laserreinigungsmaschinen mehr Aufmerksamkeit schenken
Schiffe arbeiten lange Zeit in Umgebungen mit hohem Salzgehalt, hoher Luftfeuchtigkeit und hoher Korrosionsgefahr. Aus diesem Grund können Schiffsstahl, Decks, Schotten und viele Bauteile leicht Oxidschichten und Rost bilden. Schwere Industrieanlagen haben ähnliche Probleme. Zum Beispiel weisen Stahlkonstruktionen, Lagertanks, Rohre, Ventile, Formen und schwere Maschinenteile nach langer Nutzung oft Öl, alte Farbe, Rost und anderen industriellen Schmutz auf.
Wenn Zunder und Rost auf der Stahloberfläche nicht rechtzeitig oder nicht vollständig entfernt werden, kann dies große Auswirkungen auf die spätere Korrosionsschutz- und Schweißarbeit haben. Bei schweren Industrieanlagen können verbleibende Verunreinigungen in lokalen Bereichen die Lebensdauer, die Montagegenauigkeit und die Wartungseffizienz beeinträchtigen. Sie können auch die versteckten Kosten für die Fabriken erhöhen.
Früher war die manuelle Reinigung von Schmutz auf großen Geräteoberflächen langsam. Die Ergebnisse waren oft ungleichmäßig, und die Arbeitskosten waren hoch. Die Laserreinigung kann diese Probleme verbessern. Basierend auf dem aktuellen Marktfeedback kann die Laserreinigung die Oberfläche gut reinigen, Zeit sparen und eine stabilere und besser kontrollierbare Basis für spätere Prozesse bieten.
Außerdem ist eine Laserreinigungsmaschine nicht nur eine Laser-Rostentfernungsmaschine. Sie kann auch Zunder, Rostschichten, Farbe und alte Beschichtungen, Salz, Rohöl und Fett, Staub, losen Rost und andere Oberflächenverunreinigungen entfernen.
Hauptanwendungen von Laserreinigungsmaschinen im Schiffbau
1. Oberflächenvorbehandlung von Marine-Stahlplatten
Bevor Marine-Stahlplatten mit Korrosionsschutz beschichtet und montiert werden, müssen Zunder und Schmutz auf der Oberfläche entfernt werden. Andernfalls kann die Stabilität des späteren Schutzsystems beeinträchtigt werden. Laut Erkenntnissen des Chinese Journal of Corrosion and Protection beträgt die Zunderdicke auf der Oberfläche von warmgewalztem Marine-Stahl etwa 15–27 μm. Wenn er nicht vollständig entfernt wird, kann dies zu sekundärer Korrosion des Grundmaterials führen und den späteren Beschichtungsschutz beeinträchtigen.
Laut Daten der Zivilen Luftfahrtverwaltung Chinas ist SA2.5 ein hochrangiger Sandstrahl-Rostentfernungsgrad im maritimen Bereich. Es ist auch ein gängiger Abnahmegrad für Hochleistungs-Schiffsanstriche und Neubauten. Es erfordert die vollständige Entfernung von Zunder, Rost und Farbe. Die zulässige Fehlerfläche sollte innerhalb von 5 % pro Quadratmeter liegen. Die Oberfläche nach der Laserreinigung kann diese Anforderung erfüllen.
2. Oberflächenreinigung vor und nach dem Schweißen
Wenn Oxidschichten, Öl oder anderer Schmutz in der Nähe des Schweißbereichs verbleiben, kann dies die Schweißqualität und die spätere Oberflächenkonsistenz beeinträchtigen. Der Vorteil der Laserreinigung besteht darin, dass der Arbeitsbereich präzise und die Energie fokussiert ist. Dies macht sie für die lokale Reinigung um Schweißnähte herum geeignet. Diese Art von Arbeit erfordert eine bessere Reinigungsqualität und eine bessere Kontrolle.
3. Lokale Rostentfernung und Rumpfreparatur
Nachdem ein Schiff lange Zeit in Betrieb war, ist lokale Korrosion häufiger. Rost kann an Ecken, Schweißverbindungsbereichen und Reparaturstellen auftreten. Diese Bereiche sind in der Regel nicht sehr groß, erfordern jedoch eine hohe Oberflächenbehandlungsqualität. Laserreinigungsmaschinen eignen sich für die genaue lokale Reinigung, insbesondere für Rillen, Kanten, Verbindungsbereiche und komplexe Teile.
4. Reinigung von Kabinen, Ballasttanks und engen Räumen
In einigen Schiffsbereichen mit komplexen Innenräumen sind herkömmliche Oberflächenbehandlungsmethoden nicht immer leicht detailliert zu steuern. Eine gepulste Hochleistungs-Faserlaser-Reinigungsmaschine mit Faserübertragung hat eine kompakte Struktur und eine flexible Strahlführung. Dies macht die Laserreinigung besser geeignet, um in komplexe Bereiche einzudringen und lokale Oberflächenbehandlungen durchzuführen.
5. Entfernung alter Beschichtungen und lokaler Farbschichten
Bei Schiffsreparatur- und Neuanstricharbeiten müssen alte Farbe und anhaftende Schichten oft präzise entfernt werden. Laserreinigungsgeräte können ausgewählte Bereiche reinigen. Dies ist hilfreich für die spätere Beschichtung, Renovierung und Oberflächenreparatur.
Anwendung von Laserreinigungsmaschinen in der Schwerindustrie
Im Großstahlbau können Laserreinigungsmaschinen zum Entfernen von Oxidschichten, Rostschichten und anderen Oberflächenverunreinigungen eingesetzt werden. Bei Lagertanks, Rohren und Ventilsystemen können sie zur lokalen Rostentfernung und Wartungsreinigung verwendet werden. Bei schweren Maschinen, Formen und hochwertigen Teilen eignen sie sich für Arbeiten, die eine hohe Oberflächenqualität und geringe Beschädigung des Grundmaterials erfordern.
Bei einigen Wartungsarbeiten in der Schwerindustrie geht es bei der Oberflächenbehandlung nicht nur um die „Schmutzentfernung“. Es geht auch um einen präzisen Reinigungsbereich, einen kontrollierten Wärmeeffekt und eine stabile Verbindung zu nachfolgenden Prozessen. Die Laserreinigung eignet sich für diese Art von Arbeiten. Sie hat ein starkes Potenzial bei der lokalen Oberflächenerneuerung, der Gerätewartung, der Werkstückreparatur und der feinen Oberflächenreinigung.
Warum Laserreinigung besser für hohe industrielle Anforderungen geeignet ist
Nehmen wir als Beispiel eine gängige 500W gepulste Laserreinigungsmaschine. Bei dieser Leistung liegt die zentrale Wellenlänge des Lasers bei etwa 1064 nm. Die Pulsfrequenz, die Scangeschwindigkeit und der Arbeitsbereich können je nach Oberflächenbeschaffenheit angepasst werden. Die Scangeschwindigkeit kann in einem weiten Bereich variieren. Im industriellen Einsatz liegt eine gängige Geschwindigkeit bei etwa 10 m/s. Eine einzelne Arbeitsfläche kann etwa 70 × 70 mm² abdecken.
Die Zunderdicke auf Schiffsplattenoberflächen beträgt etwa 15–27 μm. Bei einer höheren Scangeschwindigkeit kann ein Scan etwa 2 μm entfernen. Daher sind mehrere Scans erforderlich, um die Reinigungsarbeit abzuschließen. Eine Laserreinigungsmaschine entfernt Schmutz je nach Werkstückzustand. Sie ist nicht darauf ausgelegt, alles auf einmal mit sehr hoher Energie zu entfernen.
Auch die Reinigungsmaschine reinigt nicht nur die Oberfläche. Sie hat auch einen großen Einfluss auf den nächsten Prozess. Nach der Behandlung verändert sich die Oberfläche von rau, rissig und erhöht zu einer gleichmäßigeren Oberfläche. Sie kann auch eine bestimmte Mikrotextur bilden. Normalerweise kann diese Art von Oberflächenprofil im Bereich von 30–80 μm gesteuert werden. Bei der Vorbehandlung von Schiffsbeschichtungen liegt der übliche Oberflächenprofilbereich bei etwa 45–75 μm. Mit den richtigen Einstellungen kann die Laserreinigung die Schmutzschicht entfernen und auch eine gute Oberflächenbasis für die spätere Beschichtungshaftung bieten.
Unter geeigneten Prozessbedingungen kann der Oberflächenanstieg der Temperatur während der Reinigung niedrig gehalten werden. Im Allgemeinen kann er unter 100 °C gehalten werden. Selbst nach mehreren Scans beträgt die höchste Temperatur etwa 63 °C. Es gibt keine klaren Anzeichen für eine ernsthafte thermische Oxidation. Für den späteren Oberflächenzustand kann der behandelte Bereich nach langer Lagerung oder Exposition immer noch eine gute Oberflächenstabilität aufweisen. Dies ist wichtig für Schiffsreparaturen, Schiffswartung und industrielle Schutzarbeiten.
Entwicklungsperspektiven von Laserreinigungsmaschinen im Schiffbau und in der Schwerindustrie
Für die Schiffbauindustrie haben Laserreinigungsmaschinen bereits einen klaren Wert bei der Vorbehandlung von Marinestahlplatten, der Reinigung vor und nach dem Schweißen, der lokalen Rostentfernung, der Entfernung alter Farbe und der Reinigung enger Bereiche gezeigt. Für die Schwerindustrie haben Laserreinigungsmaschinen auch einen starken Anwendungsbereich bei der Wartung von Stahlkonstruktionen, der Reinigung von Lagerbehältern und Rohroberflächen, der Geräterenovierung und der Oberflächenbehandlung von hochwertigen Teilen.
Wenn wir das Geschäftspotenzial von Laserreinigungsmaschinen weiter ausbauen wollen, sind Hochleistungssysteme eine wichtige Forschungsrichtung. Wie oben erwähnt, beträgt die für den Schiffbau und die Reparatur erforderliche Behandlungseffizienz etwa 60 m²/h. Das bedeutet, dass die Laserreinigung noch weitere Verbesserungen bei der Gerätekapazität und der Prozessentwicklung benötigt.
Zusammenfassung des Anwendungswerts
Die Anwendung von Laserreinigungsmaschinen im Schiffbau und in der Schwerindustrie hat sich von der einfachen technischen Diskussion zu einem echten industriellen Einsatz entwickelt. Sie kann viele Arten von Verunreinigungen wie Zunder, Rost, alte Beschichtungen, Öl und Salz entfernen. Sie kann auch in vielen Arbeitsbereichen eingesetzt werden, einschließlich der Vorbehandlung von Marinestahlplatten, der Reinigung vor und nach dem Schweißen, der lokalen Reparatur, der Kabinenreinigung und der Oberflächenwartung schwerer Industrieanlagen.
Noch wichtiger ist, dass öffentliche Forschungsarbeiten gezeigt haben, dass Hochleistungs-Pulsfaserlaser einen hohen Reinheitsgrad auf Marinestahloberflächen erreichen können. Sie können die SA2.5-Anforderungen erfüllen und ein Oberflächenprofil bilden, das die spätere Beschichtungshaftung unterstützt. Gleichzeitig bleiben bei geeigneten Parametern der Wärmeeffekt gering und die Oberflächenstabilität gut.
Langfristig liegt der Wert von Laserreinigungsmaschinen im Schiffbau und in der Schwerindustrie nicht nur darin, dass sie „besser reinigen“. Ihr größerer Wert liegt darin, dass sie dazu beitragen, die Oberflächenbehandlung präziser, stabiler und intelligenter zu gestalten.
FAQ
Was sind die Anwendungen von Laserreinigungsmaschinen im Schiffbau?
Sie werden hauptsächlich zur Oberflächenvorbehandlung von Marinestahlplatten, zur Reinigung vor und nach dem Schweißen, zur lokalen Rostentfernung am Rumpf, zur Entfernung alter Beschichtungen und zur Reinigung von Kabinen und komplexen Bereichen eingesetzt.
Was sind die Anwendungen von Laserreinigungsmaschinen in der Schwerindustrie?
Sie werden häufig zur Oberflächenbehandlung von Stahlkonstruktionen, zur Wartung von Lagertanks und Rohren, zur Reinigung von Schwermaschinenteilen, zur Geräterenovierung und zur feinen Oberflächenbehandlung von hochwertigen Werkstücken eingesetzt.
Kann eine Laserreinigungsmaschine Zunder entfernen?
Ja. In öffentlichen Forschungsarbeiten kann Zunder mit einer Dicke von etwa 30 μm auf Marinestahlplatten nach mehreren Laserscans entfernt werden. Die gereinigte Oberfläche kann einen hohen Reinheitsgrad erreichen.
Ist die Oberfläche nach der Laserreinigung für eine spätere Beschichtung geeignet?
Untersuchungen zeigen, dass die Oberflächenrillentiefe nach der Laserbehandlung etwa 30–80 μm beträgt. Dies kann den üblichen Bereich von 45–75 μm des Oberflächenprofils abdecken, der bei der Oberflächenbehandlung von Schiffen verwendet wird. Es unterstützt die spätere Beschichtungshaftung.
Verursacht die Laserreinigung eine klare Hitzeschädigung des Metallgrundmaterials?
Unter geeigneten Prozessparametern kann die Oberflächentemperatur der Testprobe unter 100 °C gehalten werden. Nach 20 Scans beträgt die Temperatur etwa 63 °C. Es werden keine klaren Anzeichen einer ernsthaften thermischen Oxidation festgestellt.
