Laser, Sandstrahlen oder Trockeneis: Welches Verfahren wann passt

Was vor der Verfahrenswahl feststehen muss

Wer Rost, Zunder, eine alte Beschichtung oder Verschmutzung von einem Bauteil entfernen muss, hat mehrere Verfahren zur Auswahl. Welches davon passt, hängt selten allein davon ab, ob es die Schicht abträgt. Mindestens ebenso wichtig ist, was das Verfahren an den Einsatzort mitbringt und was es dort hinterlässt: ein Strahlmittel, Wasser, Säure, Staub, Lärm oder eine veränderte Oberfläche. Deshalb lohnt es sich, vor der Wahl des Verfahrens die Aufgabe genau zu beschreiben.

Fünf Punkte tragen die Entscheidung: der Rückstand und wie fest er haftet, der Werkstoff des Untergrunds und das, was ihm nicht passieren darf, der Standort mit seiner Umgebung, der Zugang zur Stelle und der nächste Arbeitsschritt nach der Reinigung, etwa Prüfung, Schweißen, Kleben oder Beschichten. Wer diese Punkte benennen kann, grenzt die Auswahl damit oft schon deutlich ein.

Dieser Artikel stellt die Laserreinigung neben Sandstrahlen, Trockeneisstrahlen, Beizen und Hochdruckreinigung und ordnet sie entlang dieser Punkte ein. Er nennt bewusst keine Zeiten und keine Leistungszahlen, weil diese vom Einzelfall abhängen und sich erst an der konkreten Fläche belastbar einschätzen lassen.

Sandstrahlen: wirksam auf großen Flächen, aufwendig beim Strahlmittel

Beim Sandstrahlen treibt Druckluft ein Strahlmittel wie Korund, Schmelzkammerschlacke oder Stahlkies auf die Fläche. Das Korn schlägt Rost, Zunder und Altbeschichtungen mechanisch ab; für große, offene Stahlflächen ist das Strahlen seit Langem eingeführt. Verlangt ein Leistungsverzeichnis einen Oberflächenvorbereitungsgrad nach DIN EN ISO 8501-1, etwa einen Sa-Grad, beschreibt dieser Grad eine gestrahlte Fläche.

Der Aufwand liegt im Strahlmittel. Es muss beschafft, nach dem Einsatz eingesammelt und zusammen mit der abgetragenen Schicht als Strahlschutt entsorgt werden; enthält die Altbeschichtung Blei oder Chromate, kann der gesamte Schutt als gefährlicher Abfall gelten. Offenes Strahlen setzt Staub frei und verlangt Einhausung, Abdeckung und Schutzausrüstung. Außerdem raut das Korn den Untergrund auf. Das ist erwünscht, wenn eine Beschichtung ein Haftprofil braucht, und unerwünscht an Pass-, Dicht- und Funktionsflächen, an dünnem Blech oder an Nachbarbauteilen, die nichts abbekommen dürfen.

Für Innenräume und Bereiche, in denen kein Staub entweichen soll, gibt es das Vakuumstrahlen: Ein Saugring am Strahlkopf holt Strahlmittel und Abtrag direkt an der Fläche zurück. Es braucht Flächen, auf denen der Ring dicht anliegt; an Kanten, Profilen und Nähten wird das schwierig.

Trockeneisstrahlen und Hochdruckreinigung: vor allem für Beläge und losen Schmutz

Beim Trockeneisstrahlen beschleunigt Druckluft Pellets aus festem Kohlendioxid auf die Fläche. Aufprall und Kälte lassen den Belag verspröden und abplatzen; das Trockeneis geht in Gas über und hinterlässt selbst keinen Rückstand. Typische Einsätze sind Fett, Trennmittel und Produktionsrückstände an Maschinen, Formen und Anlagen, also Beläge, die locker oder zäh auf dem Untergrund sitzen.

Fest haftenden Rost, Zunder und Oxidschichten löst das Verfahren kaum, intakte Lackschichten oft nur teilweise. Es ist laut, braucht eine leistungsfähige Druckluftversorgung und Lüftung gegen das freigesetzte Kohlendioxid, und der abgeplatzte Belag liegt danach in der Umgebung, soweit er nicht abgesaugt wird. Einen Laserschutzbereich braucht es dagegen nicht.

Die Hochdruckreinigung löst mit Wasser losen Schmutz, Algen, Staub und abblätternde Farbe von Fassaden, Böden und Maschinen. Fest haftende Oxide, Zunder und intakte Beschichtungen bleiben stehen; die Umgebung wird nass, und das Wasser muss samt der gelösten Stoffe aufgefangen werden. Für die grobe Vorreinigung ist der Hochdruckreiniger oft der erste Schritt, bevor ein anderes Verfahren an die haftende Schicht geht.

Das Höchstdruckwasserstrahlen trägt mit deutlich höherem Druck auch Beschichtungen ab. Es braucht Spezialgeräte und eine Behandlung des Abwassers, und auf blankem Stahl bildet sich danach leicht Flugrost.

Beizen: chemisch und auch dort, wo kein Strahl hinkommt

Beizen entfernt Zunder, Anlauffarben und Rost chemisch mit Säuren, im Tauchbad, als Sprühbeize oder als Paste. Im Tauchbad erreicht die Beize auch Hohlräume, Bohrungen und Innenflächen, an die weder ein Strahlmittel noch ein Laserstrahl gelangt. Für Schweißnähte an Edelstahl ist die Beizpaste ein eingeführtes Verfahren, für Serienteile das Tauchbad eines Fachbetriebs.

Dafür bringt das Beizen Gefahrstoffe, Einwirkzeit, Spülen und Neutralisieren mit sich; das Spülwasser ist belastet und muss behandelt oder entsorgt werden. Das Bauteil muss ins Bad oder die Paste auf die Fläche, und beides verträgt sich schlecht mit einer eingebauten Anlage oder mit empfindlichen Nachbarbauteilen. Verwandt ist das Abbeizen von Lack mit lösemittel- oder laugenhaltigen Mitteln. Dabei fällt Lackschlamm an, der entsorgt werden muss, und mehrere Lackschichten verlangen oft mehrere Durchgänge.

Laserreinigung: Abtrag ohne Strahlmittel

Die Laserreinigung kommt ohne zusätzliches Medium aus. Ein gepulster Faserlaser gibt seine Energie in sehr kurzen Pulsen ab; die Schicht nimmt das Licht auf und löst sich als Dampf und Partikel. Bei passend eingestellten Parametern bleibt der Wärmeeintrag in den Grundwerkstoff gering. Eine Absaugung erfasst Rauch und abgetragene Partikel, die als Filterstaub anfallen. Strahlschutt und Prozessabwasser entstehen nicht; die Einstufung des Staubs richtet sich wie beim Strahlen nach dem Inhalt der Altbeschichtung.

PULSWERK setzt gepulste Faserlaser mobil ab Köln in Nordrhein-Westfalen ein. Ein Einsatz beginnt mit Fotos und einer Probefläche am Objekt; erst sie zeigt, ob sich der Rückstand vom vorhandenen Untergrund lösen lässt und wie die Oberfläche danach aussieht. Das Angebot folgt der Probefläche, eine vorab genannte Zeitspanne ist ein unverbindlicher Richtwert. Zeigt die Probe, dass ein anderes Verfahren besser passt, soll das vor der Gesamtbearbeitung klar sein. Wie Anfrage, Muster und Angebot zusammenhängen, steht unter Kosten und Ablauf.

Gegenüber den anderen Verfahren kommt der Laser vor allem in diesen Fällen in Betracht:

• Teilflächen und Bearbeitungszonen, die scharf abgegrenzt bleiben sollen, etwa eine Naht, eine Klebefläche oder eine Zone neben einer Beschichtung, die erhalten bleibt
• Kanten, Profile und Nähte, soweit der Strahl sie erreicht, an denen ein Saugring nicht dicht anliegt und offenes Strahlen die Umgebung belasten würde
• Flächen in der Nähe von Elektrik, Lagerstellen, Steuerungen oder Produkten, an die weder Wasser noch Strahlmittel gelangen dürfen
• eingebaute Bauteile und Anlagen, die nicht in ein Tauchbad oder eine Strahlkabine passen und möglichst nicht demontiert werden sollen
• Untergründe, die nicht durch ein Strahlmittel aufgeraut oder mechanisch belastet werden sollen

Grenzen

Wo eine Beschichtung ein gestrahltes Haftprofil verlangt, bleibt das Strahlen in der Regel das Verfahren. Fordert eine Beschichtungsvorschrift einen Sa-Grad, klären Sie vorher mit dem Beschichter, bei Bauwerken auch mit dem Planer, ob eine lasergereinigte Fläche die Anforderung des Beschichtungssystems erfüllt. Gleiches gilt für Abnahmekriterien, die aus dem Strahlen stammen.

Große, gut zugängliche Flächen ohne örtliche Begrenzung sind nicht automatisch ein Laserauftrag. Steht ein ganzer Behälter oder ein Stahlbau an und muss dabei nichts geschont werden, gehört der Gesamtaufwand von Strahlverfahren oder Wasserstrahlen in den Vergleich, besonders bei dicken Schichten. Hohlräume, Innenflächen und Bohrungen erreicht der Laserstrahl oft nicht; dort sind Beizen und Tauchbad meist die bessere Lösung.

Der Laser nimmt nur die Schicht ab. Was darunter fehlt, also Narben, Vertiefungen oder angegriffene Kanten, tritt danach deutlicher hervor. Ob ein Bauteil noch tragfähig ist, beurteilt bei Bedarf ein Sachverständiger oder Tragwerksplaner; das gehört nicht zur Reinigung. Eine frisch entrostete Stahlfläche hat keinen Korrosionsschutz, Nachbehandlung oder Lagerung gehören deshalb von Anfang an in die Planung. Blanke Metalle wie Aluminium oder Kupfer werfen einen großen Teil des Laserlichts zurück; das erhöht die Anforderungen an den Laserschutz, und wie Schicht und Untergrund reagieren, zeigt die Probefläche.

Reinigungslaser, wie PULSWERK sie einsetzt, gehören zur Laserklasse 4 nach EN 60825-1. Ihre Strahlung kann Augen und Haut auch über Streulicht schädigen. Deshalb braucht jeder Einsatz einen kontrollierten Laserbereich, Laserschutzbrillen, unterwiesenes Personal und nach der Arbeitsschutzverordnung zu künstlicher optischer Strahlung (OStrV) einen Laserschutzbeauftragten. Wo sich dieser Bereich nicht einrichten lässt, etwa im Publikumsverkehr ohne Absperrung, ist ein anderes Verfahren oder ein anderer Zeitpunkt gefragt.

Häufige Fragen

Begriffe aus dem Glossar

• Sandstrahlen (Druckluftstrahlen, Freistrahlen)
• Trockeneisstrahlen (Kohlendioxidstrahlen)
• Beizen
• Hochdruckreinigung (Hochdruckwasserstrahlen)
• Gepulster Laser
• Probefläche