Forschungsstudie: Qualifizierung von Reparatur-Beschichtungen für Offshore-Windanlagen – und der notwendige Oberflächenvorbereitungsschritt (RepaKORR)

RepaKORR war ein von der Bundesregierung gefördertes Forschungsprojekt zu Reparatursystemen für Korrosionsschutzbeschichtungen von Offshore-Windenergieanlagen. Die Arbeiten zur Schadensbewertung, zur beschleunigten Alterung von Reparaturbeschichtungen und zu Offshore-Anwendungsverfahren stellten die mechanische Oberflächenvorbereitung – Beschichtungsentfernung und Profilierung mit einem rotierenden Bürstenwerkzeug – in den Mittelpunkt der Reparatursequenz vor Ort.

Das Projekt

RepaKORR („Reparatursysteme und -konzepte für Korrosionsschutzbeschichtungen von Offshore-Windenergieanlagen“) wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF, Projekt 03X3570A) gefördert. Es brachte Muehlhan AG (Anwendungsverfahren), Fraunhofer IFAM (Qualifizierung und Verifizierung; temporärer Schutz), Sika Deutschland (Reparaturmaterialien), AirRobot (Inspektionsdrohne), Corroconsult (Schadensbewertung), RETC (regulatorische und Umweltfragen) und WeserWind (Design und Logistik) zusammen. Die Ergebnisse wurden in Industriesitzungen und auf der Eurocorr 2016–2017 vorgestellt.

Warum Offshore-Beschichtungen versagen

Bei der Analyse von Beschichtungsschäden an Plattformstrukturen führte das Projekt die Ausfälle grob auf folgende Ursachen zurück: mechanische Beschädigung (~30%), ungünstiges Design (~30%), unzureichende Beschichtung (~24%), Schweißen (~11%) und Umgebung (~5%). Ein Großteil der mechanischen und designbedingten Schäden tritt genau an den Stellen auf, die am schwierigsten zu inspizieren, strahlzureinigen, zu lackieren und zu reparieren sind – Ecken, Öffnungen, Verbindungen und Bereiche mit schlechtem Zugang, wie auch in ISO 12944-3 anerkannt.

Die Offshore-Reparatursequenz vor Ort

Das Projekt legte ein fünftstufiges Reparaturverfahren vor Ort für Offshore-Strukturen fest, das größtenteils von Seilzugangstechnikern durchgeführt wird:

1. Zugang & Schutz/Gehäuse – externe Bereiche erreichen und umwickeln sowie Zugang zu internen Abschnitten erhalten.
2. Hochdruckwasserreinigung – Entfernung von Schmutz, Verunreinigungen und löslichen Salzen (insbesondere Chloride) vom Substrat.
3. Strahlenreinigung – Nassstrahlen in der atmosphärischen, Spritz- und Gezeitenzone, gefolgt von Feinreinigung.
4. Maschinelle Bearbeitung – Beschichtungsentfernung und Profilierung mit einer rotierenden Borstenbürste, Entrosten mit einem Schleifgerät, Entfernen von Zunder und Rost mit einem Nadelhammer und Reinigen von Schweißnähten mit einer Drahtbürste.
5. Farbanwendung – mit Rolle, Kartusche oder Pinsel.

Schritt 4 ist der Punkt, an dem die mechanische Oberflächenvorbereitung ihren Platz findet: In beengten, zugangsbeschränkten und Spritzwasserzonen, wo Nassstrahlen unpraktisch ist, entfernt ein rotierendes Borstenwerkzeug die fehlerhafte Beschichtung und erzeugt das Ankerprofil in einem gritfreien Schritt – dasselbe Prinzip, das hinter dem Bristle Blaster® steckt.

Qualifizierung der Reparaturbeschichtungen

Das Fraunhofer IFAM unterzog die Kandidaten für Reparaturbeschichtungen einer beschleunigten Alterung und den mechanischen Prüfungen, die für die Zertifizierung verwendet werden, einschließlich:

• Schlagfestigkeit (Fallgewicht, ASTM G14): größer als 3,4 J für Nicht-Deckbereiche und größer als 5,6 J für Decks und die Bootsanlege-Spritzwasserzone.
• Abriebfestigkeit (Taber, ASTM D4060): Schichtdickenverlust unter 50 µm pro 1.000 Zyklen.

Zusammen mit dem Kontext der Korrosionskategorie ISO 12944 definieren diese Kriterien, ob ein Reparatursystem, das unter Offshore-Feldbedingungen angewendet wird, voraussichtlich langlebig sein wird.

Die Erkenntnisse für die Oberflächenvorbereitung

Eine Reparaturbeschichtung ist nur so haltbar wie die Oberfläche, auf die sie aufgetragen wird. RepaKORRs Feldverfahren zeigt, warum die gritfreie mechanische Vorbereitung – Beschichtungsentfernung und Profilierung in einem einzigen Schritt – zu einem Standardwerkzeug in der Offshore-Reparaturausrüstung geworden ist, insbesondere dort, wo Schleifstrahlen nicht erreicht oder nicht verwendet werden kann.

Dieser Artikel fasst öffentlich präsentierte Forschungsergebnisse des RepaKORR-Projekts als Referenz zusammen. MontiPower war kein formeller Projektpartner; MONTI Rotationsbürstenwerkzeuge sind im dokumentierten Offshore-Anwendungsschritt des Projekts abgebildet.