|
Brancheindsats for produktkæden ”Korrosionshindrende overfladebehandling af store stålkonstruktioner og skibe” 5 Udvikling af automatiseret malingspåføring til vindmølletårne - delprojekt 1
5.1 IndledningProjektgruppen har peget på, at heavy-duty projektet skulle koncentere sig om automatisk påføring af maling på vindmølletårne, eller nærmere bestemt udvikling af mobilt robotanlæg til automatiseret påføring af maling udvendig på vindmølletårne. Vindmølleindustrien er som ovenfor beskrevet i vækst, og en bedre styring af malingpåføringen vil kunne reducere malingforbruget med ca. 50 %, hvis der kan opnås en jævnere lagtykkelse. Overforbrug andrager ca. 50% af det samlede malingsforbrug. Omkostningerne til malematerialer er betragtelige, så der er potentiale i automatiseret påføring nemlig besparelse i malingsforbrug og en forbedring på det miljø- og arbejdsmiljømæssige område. Udvikling af en robot til malingpåføring på vindmølletårne vil kunne indebære en betydelig reduktion af malingsforbruget som følge af en nedsættelse af forbisprøjt og opnåelse af en mere ensartet lagtykkelse. 5.2 InteresseanalyseProjektet omhandler udvikling af en malerobot som på tilsvarende vis kan arbejde i værkstedet uden personale er til stede i arbejdsområdet. Metoden forventes alene at kunne udvikles til værkstedsbrug og alene til relativt store og ensartede konstruktioner. Interessenterne i projektet er leverandører af udstyr, producenter af vindmøller og andre store stålelementer, samt miljø- og arbejdsmiljømyndighederne. For producenterne af vindmøller og andre store stålelementer vil de væsentligste barrierer være metodens arbejdshastighed og dens evne til at levere et resultat, som kvalitetsmæssigt modsvarer den, som opnås med traditionelle metoder. Det vurderes at metoden, hvis den kan udvikles til effektiv funktion, vil være økonomisk attraktiv som følge af besparelser i malingforbrug og i form af besparelser på arbejdskraft og evt. brug af værnemidler. For udstyrsleverandørerne vil den største barriere være de begrænsede afsætningsmuligheder som følge af de meget specifikke anvendelsesmuligheder for udstyret. For miljømyndighederne vurderes metoden at give miljømæssige gevinster i form af reduceret malingforbrug og dermed et mindre forbrug af miljøfremmende stoffer, opløsningsmidler eller VOC og måske mindre affaldsmængder til deponering. For arbejdsmiljøet er metoden fordelagtig, idet den vil kunne reducere eller fjerne eksponering for opløsningsmiddeldampe og andre sundhedsskadelige stoffer og evt. reducere behovet for anvendelse af personlige værnemidler. De væsentligste barrierer for projektet er den relativt snævre anvendelsesmulighed og de tekniske udviklingskrav. 5.3 Sammenfattende vurderingRobotmaling af vindmølletårne vil betyde væsentlige arbejdsmiljømæssige fordele og også væsentlige miljømæssige forbedringer. 5.4 Delprojektets deltagereDelprojektets ansvarlige har indtil 21. februar 2007 været Dansk Overflade Teknik A/S DOT og øvrige deltagere var Hempel A/S, Maskinbygger og Simu Lab. 30. oktober 2007 fik projektlederen meddelelse fra MST om, at MST kan tiltræde gennemførelsen af delprojekt 1 med følgende deltagere:
I forbindelse hermed blev indvendig påføring af maling på mølletårne også en del af projektet. 5.5 Delprojektets formålVed automatisering at opnå en ensartet lagtykkelse meget tæt på den specificerede og derigennem at:
Status og afslutning af delprojekt 1 kan beskrives som følger:
5.6 Forsøgsopstilling:Højrotationsklokken som påføringsudstyr og den elektrostatiske påføringsmetode blev testet tidligere i projektet. Testpåføring med højrotationsklokke foregik med følgende produkter: Produkt nr. 17320 Hempadur Zink epoxy. Påføring med Hempadur Zink epoxy gav ikke det ønskede resultat, hvilket hovedsageligt skyldtes den høje men nødvendige rotationshastighed, kombineret med den høje densitet på 2,6 kg/l. Løsning med højrotationsklokken som påføringsudstyr og den elektrostatiske påføringsmetode, blev udfaset, da der ikke kunne skabes plads til 3 elektrostatiske sprøjtehoveder på robotarmen (svarende til 3 forskellige typer malinger). Forsøgene viste også, at det eneste egnede udstyr var påføringsudstyr og metode omfattende traditionel airless påføring med faste dyser. For at opnå en ensartet specificeret lagtykkelse ved automatisk påføring kræves:
Den oprindelige udstyrsleverandør Bôll-Tec ApS kunne ikke leve op til ovennævnte krav, og en ny udstyrsleverandør blev 24A Automation med robotudstyr samt Wagner Tyskland med påføringsudstyr. Sidstnævnte har også leveret dyser til formålet. Efter installation af anlægget med de nye leverandører kunne de fremtidige forhold simuleres, og sprøjtebillede af de forskellige malingstyper kunne testes. Anlægget blev bygget op således, at hver produkttype havde sin dyse. Dette medførte mange test, men det resulterede i et godt resultat for hver enkelt produkttype. 5.7 Forsøg med dyserTil forsøgene var der hjemkøbt en serie dyser til hvert produkt fra Hempel:
Der blev udtaget dyser af i alt 4 fabrikater. Blandt disse dyser var de særlige kalibrerede dyser specielt egnet til automatisk påføring. Testen omfattede dyser fra størrelse 17 til 29 og med en sprøjtevinkel på henholdsvis 60° og 80°. 5.7.1 KonklusionDet samlede resultat af forsøgene indikerede, at der er umiddelbare fordele ved anvendelse af robotter til påføring af malinger:
5.8 Installation og indkøring af anlæggeneDer blev etableret 2 malerlinjer med hver 2 påføringspladser. Til betjening af disse blev der etableret 2 lanser i en længde på 50 m med robotter i hver ende til påføring af maling indvendig i tårnene. Til maling af tårnsektionerne udvendig blev der installeret 2 robotvogne med hver sin robot. Indkøring af anlægget, der også omfattede etablering og drift af et stort malerkøkken, tog noget længere tid en forventet. Hertil kom at det var noget vanskeligere at få næste sæt dyser med samme karakteristik som de første. Efter en større undersøgelse af markedet og intense forhandlinger med vores nuværende leverandør, blev der indgået en aftale om at specielfremstille dyser til opgaven. Det er lykkedes at komme noget tættere på det oprindelige resultat, end hvad de første test på det færdige anlæg viste. Forbrugsfaktoren på de samlede system lå i starten af testen på færdige anlæg på ca. 1,55, men er ved sidste produktionspåføringer nede på imellem 1,35 og 1,40. Der er stadig mulighed for at trimme anlægget, idet der ved ovennævnte produktion er en over lagtykkelse på det færdige system. Det er derfor vores forventning at nå vores mål på et gennemsnitsforbrug på faktor ca. 1,3. Anlægget til overfladebehandling af tårnsektioner til vindmøller er procesautomatiseret og den første og eneste af sin art i verden. Det af Miljøstyrelsen støttede projekt har medført efterfølgende projekt og investering i fuld skala hos DS SM A/S i Rødekro. 5.8.1 Evaluering af driften i det færdige anlægDa ikke alle robotter er kørt ind i det færdige anlæg, evalueres ud fra den ene linje, hvilket udgør 50% af det færdige anlæg, der på nuværende tidspunkt kører på halv kraft. Med de under afsnit 6.3 nævnte forbrugsfaktorer, ser vi ikke umiddelbart det store problem i at nå projektets målsætning at gå fra en faktor 2,0 til 2,2 ned til en faktor 1,3 til 1,4. De øvrige mål og fordele i forbindelse hermed følger automatisk. 5.9 Fastlæggelse af sprøjtesystematikVed fastlæggelse af sprøjtesystematik blev der set nærmere på type af sprøjteslag, sprøjteafstand til A-TCP, sprøjtehastighed V-TCP, dysestørrelse og dysetryk og tilegning til det valgte malingssystem Efter mange forsøg blev der valgt en påføringsmetode, hvor man parallel påfører, hvilket ved ca. 50 % overlapning gav et ensartet lag inden for de forskellige malingslag på testpladerne. Data kan ses for:
De i bilag A og B nævnte værdier var resultatet på prøveemnet efter talrige forsøg, hvor malingslagene var lagt op på prøveplader enkeltvis. Der blev dog ved målinger af lagtykkelse på prøveemnerne målt nogle variationer, der efterfølgende blev elimineret ved at øge dyse trykket og regulere lagtykkelsen. 5.10 Påføring af 3 lag malinger i et samlet system på prøvesektionen imens sektionen roteredePrøvesektionen, der er konisk med følgende dimensioner: ø 2,44 m, ø 3.01 m og L = 9,32 m i alt 80 m², blev malet udvendigt og påføringen delt op i 5 sprøjteslag i sektionens længderetning. Resultatet af påføringen blev målt i hvert enkelt lag. Der blev foretaget målinger af lagtykkelse i 2 ”ringe” rundt om prøvesektionen i hvert sprøjteslag, i hvert lag. Målingerne blev foretaget i samme område for hvert lag. Måleresultater målt på prøveemnet samt bemærkninger til måleresultaterne fremgår af Bilag nr. A og B. 5.10.1 Konklusion af forsøgsopstillingRegneeksemplerne i bilag A og B viser, at det er muligt at trimme påføringen væsentligt, hvis man kan opnå en mere stabil påføring samt fjerne meget få variationer i lagtykkelsen. Det er vigtigst at fjerne variationerne på de laveste målinger, da det er disse målinger, der er årsag til at er resultat falder for målereglen 80:20. Denne trimning er efterfølgende foretaget med det ønskede resultat til følge.
|