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Ravensburg, 18. Februar 2020

PERFECT spray®: Cleveres Beschichten für metallische und nicht-metallische Oberflächen

Über 20 Jahre Korrosionsschutz – selbst bei starker Meerwasserbewitterung

Für Pipelines ist der richtige Korrosionsschutz das A und O, wenn es um die Langlebigkeit und Widerstandsfähigkeit der eingesetzten Rohre geht. Mit PERFECT spray® ermöglicht SMS group eine nahezu porenfreie, thermisch gespritzte Schicht.

Die Ausweitung und Sicherstellung der Energieinfrastruktur wird immer schwieriger. Das weltweite Netz der Rohrfernleitungen umfasst mehr als drei Millionen Kilometer und wächst jedes Jahr um rund 25.000 Kilometer. Pipelines sind die Adern, die unsere Welt mit lebenswichtigen Rohstoffen versorgen. Sie sind für den Transport von Öl, Gas oder Trinkwasser über lange Distanzen hinweg unverzichtbar. Dabei sind die Rohrleitungen zum Teil extremen Bedingungen ausgesetzt. Ganz gleich, ob auf oberirdischen Trassen, in der Erde oder unter Wasser verlegt – der richtige Korrosionsschutz ist das A und O, wenn es um die Langlebigkeit und Widerstandsfähigkeit der eingesetzten Rohre geht. Hier kommt das Drahtlichtbogenspritzen ins Spiel – ein Verfahren, das sich durch hohe Auftragsraten und niedrigen Energieverbrauch auszeichnet.

Drahtlichtbogenspritzsystem der neuesten Generation
Volldigitale Strom-Spannungsquelle PERFECT spray®

SMS group bringt zwei erfolgsversprechende Technologien zusammen: das Lichtbogendrahtspritzen und eine inhouse entwickelte volldigitale Strom-Spannungsquelle. Dies führte zur Entwicklung des  hochkinetischen thermischen Spritzsystems PERFECT spray®, das speziell zur Behandlung metallischer und nichtmetallischer Oberflächen geeignet ist.

Mit dem Drahtlichtbogenspritzsystem zum thermischen Spritzen nach DIN EN ISO 14917 erschließt die  SMS group in den Bereichen Korrosions- und Verschleißschutz sowie bei der Instandhaltung ganz neue Märkte: Aufgrund regelungstechnischer und konstruktionsbedingter Nachteile der am Markt erhältlichen Drahtlichtbogensysteme, mussten Endanwender bisher deutliche Einschränkungen in Bezug auf die erreichbare Schichtqualität und Prozesseffizienz in Kauf nehmen. Durch neue Ansätze in der Lichtbogenregelung, eine lineare offene Bauart und die Entwicklung eines SMS-eigenen Brennerkonzeptes mit druckverlustoptimiertem, turbulenzreduziertem und hochexpandierendem Düsensystem können signifikante Verbesserungen in der Verfahrenseffizienz und Schichtqualität erreicht werden.

Das neue Drahtlichtbogensystem wurde modular aufgebaut und verfügt über keramische, an die jeweilige Beschichtungsaufgabe angepasste Strömungsinnenkonturen, die nach gasdynamischen Gesichtspunkten ausgelegt wurden, sowie an den gewünschten Gasvolumen- bzw. Massenstrom adaptiert werden können. Es besteht die Möglichkeit, die Drahtenden im deutlichen Überschallbereich (Gasströmungsgeschwindigkeiten größer Mach 1) anzuströmen oder das Gas − je nach Werkstoff bzw. Anwendungsfall − auf Unterschallgeschwindigkeit zu verzögern.

Es ist möglich, nahezu alle metallischen Werkstoffe zu verarbeiten, die in Drahtform lieferbar sind.  Durch die Option getrennt angesteuerter Drahtvorschübe ist die Verarbeitung von kathoden- und anodenseitig unterschiedlicher Materialien möglich, um im Prozess Legierungen oder Pseudolegierungen zu erzeugen (beispielsweise eine Kombination aus Stahl und Nickel oder Aluminium und Kupfer).

Homogener Spritzprozess, exzellente Beschichtung

PERFECT spray® bietet:

  • Eine präzise und ultraschnelle Prozessreglung
  • Volle Parameterkontrolle der Stromversorgung für die Verarbeitung unterschiedlicher Drahtwerkstoffe und -durchmesser
  • Ein innovatives Düsenkonzept zur Generierung einer Hochgeschwindigkeitsgasströmung
  • Ein verschleißbeständiges und prozesssicheres Drahtkontaktierungskonzept
  • Einen wartungsfreundlichen Brenner und hochfunktionale, langzeitbeständige Materialen für alle Systemkomponenten
Das Highlight von PERFECT spray® ist die aktive Prozesskontrolle durch voll parametrisierbare Strom-Spannungsquelle in Verbindung mit einer aktiven Anpassung des Kennlinienfeldes abhängig vom jeweiligen drahtförmigen, metallischen Zusatzwerkstoff. Frank Lichtenthäler, Leiter Forschung und Entwicklung Schweißquellen, SMS group
Thermisches Spritzverfahren erobert neue Märkte

Aktuelle Fragen und Problemstellungen der politisch motivierten Energiewende rücken  Beschichtungsmethoden wie das Drahtlichtbogenspritzen in den Fokus der Technologien, die kosten-, energie- und materialeffizient einen Langzeit-Korrosionsschutz gewährleisten können. Für diese Aufgabenstellung geeignete Materialsysteme sind Legierungen auf der Basis von Aluminium-Zink, welche als vorlegierter Al-Zn-Draht oder durch die Verwendung unterschiedlicher Drähte (anodisch: Zink; kathodisch: Aluminium) verarbeitet werden können. Das SMS group-Beschichtungssystem PERFECT spray® ermöglicht dabei eine nahezu porenfreie Beschichtung. Aufgrund der Möglichkeit, Drahtvorschubgeschwindigkeiten von Kathode und Anode separat zu steuern, können Werkstoffe unterschiedlicher Schmelztemperaturen homogen gefördert und so ein konstanter Lichtbogenwiderstand (minimale Längenänderung) eingestellt werden. Zusätzlich werden diese Schichten mit einer speziellen Versiegelung auf Sol-Gel-Basis nachbehandelt und gewährleisten nach aktuellen Normvorgaben, je nach Schichtdicke, einen Korrosionsschutz von über 20 Jahren – selbst bei starker Meerwasserbewitterung.

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Korrosionsschutzschicht mit 300 μm Dicke auf Basis von Zink (dunkle Phase) und Aluminium (helle Phase) mit nachträglich aufgebrachter Sol‐Gel Versieglung (siehe rote Markierung) zum Langzeitschutz von Windkrafttürmen im Offshore‐Bereich.

Das zukunftsweisende PERFECT spray® prädestiniert die Spritzanlage nicht nur für Anwendungen im industriellen Umfeld, sondern qualifiziert diese auch für die Wissenschaft und Forschung, um neue ressourcenschonende Applikationen und Märkte zu erschließen.