• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

Kemiteknik01. 03. 2017 | Katrine Meyn

Måling af bundmalingers friktionsmodstand

Kemiteknik01. 03. 2017 | Katrine Meyn

Bundmalinger anvendes på skibsbunde for at undgå begroning, som øger friktionsmodstanden, og dermed brændstofforbruget, når skibet sejler. Malingerne kan enten være så glatte og elastiske, at begroningen ”vaskes af”, når skibet sejler eller malingen kan afgive aktive stoffer, der afskrækker eller dræber begroningsorganismerne. Men hvilken maling giver mindst friktion set over hele skibets levetid?

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2017 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder.

Læs originalartiklen her

Af Søren Kiil a, Kim Dam-Johansen a og Stefan Møller Olsen b
a) DTU Kemiteknik, b) Hempel A/S

Skibsbunde uden beskyttelse bliver begroet af dyre- og planteorganismer som vist i figur 1. Det er uønsket, idet begroningen resulterer i en større gnidningsmodstand, og dermed et forhøjet brændstofforbrug for fartøjet (eller lavere fart for et sejlskib). Store oceangående skibe vil udlede større mængder af sure gasser (SO2 og NOx) og drivhusgassen CO2. Derudover er der omkostninger til genbemaling og tabt fortjeneste, når et skib ligger stille i tørdok for at få fjernet begroningen.
Til beskyttelse mod begroning anvendes typisk en bundmaling. Den mest udbredte (over 90% af de store skibe) afgiver aktive stoffer, der afskrækker eller dræber begroningen. Men også malinger, der er så glatte og elastiske, at begroningen ikke kan holde sig fast, når skibet sejler, finder stadig større anvendelse (7-10% af de store skibe).
Mange undersøgelser af, hvordan forskellige bundmalinger påvirker ”trækket” (friktionen) på et skib eller en model af et skib er igennem årerne udført [1]. Fælles for studierne er, at de udføres på ”friske” malinger, inden begroning kan registreres. Det betyder, at målingerne kun er relevante for en meget lille del af den samlede levetid (tre-fem år) af en bundmaling. Man kan indvende, at der vel ikke findes nogen begroning på en velfungerende bundmaling, men det gør der. Der vil som minimum være et tyndt slimet algelag, og når malingen har siddet på skibet i måneder eller år, vil der pletvis begynde at optræde begroningsorganismer. Omfanget afhænger naturligvis af malingstype, geografisk sejlområde og skibets sejlmønster (især hastighed er vigtig).
Formålet med indeværende arbejde har været at designe og konstruere nyt eksperimentelt udstyr til måling af friktionsmodstanden af bundmalinger, inklusiv eventuel begroning over tid. Det var håbet ved projektets start, at det vil give et mere realistisk billede af, hvor effektive malingerne er over en større del af malingernes levetid. Detaljer fra forskningen kan findes i Asger Lindholdts ph.d.-afhandling [2] og to artikler, der er publiceret fra afhandlingen [1,3].

Hvordan skal apparatet se ud?
Ved projektets start traf det sig så heldigt, at DTU kort forinden var fusioneret med Risø. Det betød, at DTU Kemiteknik fik adgang til havvand på det nydannede Risø Campus, og at vi derfor kunne anbringe en eksponeringsstation i Roskilde Fjord. Godt nok er saltindholdet kun 1.2 vægt % (mod 3.5 vægt % i de store oceaner), og det er ikke tropiske stilstande, men der er stadig masser af begroning i sommerperioden i form af f.eks. alger, rurer, og muslinger.
Vi besluttede at simulere en sejlende skibsside med en roterende cylinder som de to, der er vist i figur 2. Hver cylinder blev malet med en udvalgt bundmaling og en ”tømmerflåde” bygget til at håndtere i alt fire cylindere og deres medfølgende motorer, se figur 3.
Målingen af, hvor meget friktion hver cylinder (rotor) gav anledning til, foregik hver uge på et nærliggende laboratorium, hvor apparatet, vist i figur 4, blev anvendt. Malingstromlerne neddyppes i havvand en ad gangen, og de kan drejes rundt med forskellige hastigheder samtidig med, at drejningsmomentet måles. Jo højere drejningsmoment, jo større friktionsmodstand. Først måles fra lav til høj hastighed og derefter fra høj til lav for at kortlægge en eventuel hystereseeffekt (det vil sige, om begroningen vaskes af). Tromlerne blev flyttet frem og tilbage imellem eksponerings- og måleopstilling i en beholder med havvand, så begroningen ikke tørrede ud. En kraftmomentmåling direkte på havrotorerne blev overvejet, men der viste sig at være for mange praktiske problemer med det, og ideen blev opgivet.
Grundet cylinderens krumning svarer betingelserne ikke helt til en skibsside, men krumningen betyder næppe noget for begroningen, og da vi fra tidligere studier ved, hvilken værdi forskydningsspænding (beregnet fra kraftmomentet) i måleapparatet svarer til på en skibsside, er det muligt at ”opskalere” målingerne.

Eksponering over to sæsoner
For at opnå så realistiske betingelser som muligt anvendtes en cyklus med to ugers statisk neddypning efterfulgt af tre ugers dynamisk operation (8.1 knob), svarende til sejlmønstret af en såkaldt bulk carrier. Cyklusen blev anvendt med de samme bemalede tromler over to vækstsæsoner (henholdsvis 25 og 28 uger). Om vinteren blev flåden løftet på land, og malingstromlerne blev forsigtigt rengjort og opbevaret inden døre, så de var klar til den efterfølgende sæson. En kraftig efterårsstorm gav anledning til en del bekymring, da flåden stadig var i vandet, men den lå i ly for vestenvinden og overlevede det hårde vejr.

Valg af bundmalinger
Til forsøgene blev der anvendt fire forskellige bundmalinger, hvoraf tre var af de glatte typer, såkaldt ”fouling release coatings” eller ”slip-let malinger”. Den ene var baseret på fluorkemi og to andre på silikonekemi, en af dem med en lille smule aktivt stof (biocid) tilsat. Den sidste bundmaling var en traditionel type med biocidfrigivelse (silyleret akrylatkemi). Malingerne blev sprøjtepåført og hærdetiden var mindst en uge. Den tørre filmtykkelse for malingerne var i alle tilfælde omkring 100 µm, og alle malingerne indeholdt pigmenter. Yderligere detaljer kan findes i [3].

Resultater af forsøgene
De vigtigste resultater fra måleperioden over to sæsoner er vist i figur 5. Det ses, at friktionen typisk var højere efter de statiske perioder sammenlignet med perioderne med rotation. Desuden blev det fundet, at overfladefriktionen af de undersøgte bundmalinger mindskedes i følgende rækkefølge: Fluor-baseret slip-let maling (højeste overfladefriktion), silicone-baseret slip-let maling uden biocid, silyleret akrylat selvpolerende maling (tradionel antifouling maling) og silicone-baseret slip-let maling med biocid (laveste overfladefriktion). Bortset fra den fluor-baserede slip-let maling var forskellen i overfladefriktion mellem bundmalingerne lille. Efter 25 ugers eksponering og mekanisk rensning var forskellen i overfladefriktion mindre end 1%, hvilket var under den eksperimentelle usikkerhed ved de undersøgte hastigheder, der er relevante for større kommercielle skibe. I figur 2 er vist, hvordan to af malingerne så ud, efter den anden forsøgsserie var afsluttet.

Konklusion
Det viste sig muligt at måle overfladefriktionen af fire bundmalinger over to vækstsæsoner i Roskilde Fjord. Dermed er der etableret en realistisk reference til, hvordan bundmalinger kan undersøges eksperimentelt for deres effekt på brændstofforbruget over en langt større del af malingernes levetid. Det er tidskrævende (dyre) målinger, men i kommerciel sammenhæng giver det en meget overbevisende sammenligning af forskellige malinger. Fremtidigt arbejde vil fokusere på tropiske forhold, hvor begroningen er mere voldsom end i Roskilde Fjord.

For en uddybende beskrivelse af emnet henvises til nedenstående referencer.

Tak til Hempel Fonden for støtte til forskningsarbejdet og tak til Asger Lindholdt, der i sit ph.d.-projekt udførte det krævende arbejde med opbygning af forskningsstationen i Roskilde Fjord og gennemførte de mange målinger i felten.

Referencer
1. A. Lindholdt, K. Dam-Johansen, S. M. Olsen, D. M. Yebra, S. Kiil (2015) Effects of biofouling development on drag forces of hull coatings for ocean-going ships: a review, J. Coat. Technol. Res., 12 (3) 415-444.
2. A. Lindholdt, Fuel efficiency and fouling control coatings in maritime transport, Ph.D. Thesis, DTU Chemical Engineering, 2015.
3. A. Lindholdt, K. Dam-Johansen, S. M. Olsen, D. M. Yebra, S. Kiil (2015) Estimation of long term drag performance of fouling control coatings using an ocean-placed raft with multiple rotors, J. Coat. Technol. Res., 12 (6) 975-995.
4. Webpage: phys.org/news/2016-10-barnacle-ship-biofouling.html. Office of Naval Research. Tilgået december 2016.

Skrevet i: Kemiteknik

Seneste nyt fra redaktionen

Ny blodprøveteknologi kan give svar på 10 minutter

BiokemiMedicinalkemiTop26. 10. 2026

Forskere fra Aarhus Universitet har udviklet ny teknologi, der genkender og måler koncentrationen af lægemidler i blodet på under 10 minutter. Den hurtigere svartid kan betyde forskellen på liv og død. Minutterne tæller, når en patient med en blodprop i hjernen ankommer til akutmodtagelsen på

Nu kan langt mere medicinsk udstyr blive svanemærket

AktueltKlima og miljø26. 10. 2026

Svanemærkets krav til medicinsk udstyr og lægemidler i plast og silikone er netop blevet skærpet. Samtidig kan en lang række nye produkttyper som iltmasker og sprøjter nu også opnå det officielle nordiske miljømærke. Fra ilt- og bedøvelsesmasker til blod- og dialyseposer: Svanemærket har

Udnyttelse af biernes bakterier til udvikling af innovative plantebaserede fødevarer

AktueltArtikler fra Dansk KemiBioteknologi19. 10. 2026

Forskere undersøger, hvordan mælkesyrebakterier fra honningbier kan bruges til at udvikle næste generation af plantebaserede fødevarer. Ved hjælp af avanceret droplet microfluidics kan tusindvis af bakteriestammer hurtigt screenes for deres evne til at fermentere plantebaserede råvarer og producere

Ny metode kan reparere fejl i gener

AktueltBioteknologiMedicinalkemi19. 10. 2026

Forskere fra Aarhus Universitet har vist, at en ny form for genbehandling kan rette fejl i patienters stamceller. På sigt kan metoden måske bruges til behandling af sjældne, arvelige sygdomme, som påvirker vores immunforsvar. Nogle mennesker bliver født med en fejl i deres genetiske

Nobelprisen i Kemi belønner forskning i molekylernes spejlbilleder

AktueltBranchenytMedicinalkemiOrganisk kemi12. 10. 2026

Nogle molekyler, såsom aminosyrer, findes i to varianter, der er hinandens spejlbilleder. Levende organismer indeholder imidlertid kun det ene af disse spejlbilleder. Hvordan en sådan kemisk asymmetri kunne være opstået, har længe været et mysterium for kemikere. Henri B. Kagan og Kenso Soai blev i

Astronauters maver går i stå i rummet – blodprøver giver nyt svar

AktueltBiologi12. 10. 2026

Alt er anderledes i rummet – også hvordan tarmene fungerer. Forstoppelse er en kendt bivirkning ved rumfart, men indtil nu har man vidst utroligt lidt om, hvorfor det sker. Nu har forskere fra Københavns Universitet i et samarbejde med NASA undersøgt blod fra astronauter og har et bud på, hvorfor

Grundstoffer med kant

Artikler fra Dansk KemiBranchenyt07. 10. 2026

Thomas Just Sørensen: Universets byggeklodser. 283 sider. Boganmeldelsen er bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Anmeldt af Søren Kiil, professor, DTU Kemiteknik Det periodiske system er kemiens

Evaluering af rustbeskyttende maling under barske maritime forhold

Artikler fra Dansk KemiKemiteknik07. 10. 2026

Ny viden og avanceret testning skal sikre mere holdbare og bæredygtige beskyttelsessystemer til fremtidens infrastruktur. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Ziyou Li, Joshua

Hvordan får vi saftige plantebøffer? Rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein

Artikler fra Dansk KemiFødevarekemi07. 10. 2026

Tekstureret vegetabilsk protein bruges til at fremstille plantebaserede kødanaloger. pH og ionstyrke påvirker proteiners konformation og interaktion med vandmolekyler, så vi satte os for at undersøge, hvordan pH og ionstyrke påvirker rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein. Artiklen har

Hvad skal kalken bruges til?

Artikler fra Dansk Kemi07. 10. 2026

Fra en brønd på en jysk mark til borekerner i kælderen under Aarhus Universitet: 55 millioner år gammel vulkansk aske kan måske hjælpe med at gøre CO₂ til sten. Samtidig forsøger dansk industri at vende kalkens gamle kulstofkredsløb på hovedet. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Færre vakuumpumper, større processikkerhed: central vakuumforsyning hos Migros Luzern

  • Sponsoreret indhold

    Professionel kemisk bekæmpelse af væggelus

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Effektiv laboratorieopvask starter med den rigtige løsning

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Vakuum reducerer vedligeholdelsesarbejdet og energiforbruget i osteproduktion

  • Holm & Halby

    Autoklave Kørekort i Aarhus – sikker sterilisering i praksis

  • Holm & Halby

    Holm & Halby på Cleanroom EXPO 2026

  • Holm & Halby

    Frysetørringsseminar – få styr på teorien bag den gode proces

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Besøg Busch Vakuumteknik på FoodTech 2026

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Mikrolab – Frisenette overtager aktiviteterne i MD Scientific

  • DENIOS ApS

    Vil du opvarme dine materialer effektivt?

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Ny blodprøveteknologi kan give svar på 10 minutter

    26.10.2026

  • Nu kan langt mere medicinsk udstyr blive svanemærket

    26.10.2026

  • Udnyttelse af biernes bakterier til udvikling af innovative plantebaserede fødevarer

    19.10.2026

  • Ny metode kan reparere fejl i gener

    19.10.2026

  • Nobelprisen i Kemi belønner forskning i molekylernes spejlbilleder

    12.10.2026

  • Astronauters maver går i stå i rummet – blodprøver giver nyt svar

    12.10.2026

  • Grundstoffer med kant

    07.10.2026

  • Evaluering af rustbeskyttende maling under barske maritime forhold

    07.10.2026

  • Hvordan får vi saftige plantebøffer? Rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein

    07.10.2026

  • Hvad skal kalken bruges til?

    07.10.2026

  • Biotin[6]uril – en makrocyklisk forbindelse, der vekselvirker med anioner

    07.10.2026

  • “I dybden med kemi” og “Klædt på til skriftlig kemi”

    07.10.2026

  • Fra sjældne ædelmetaller til jern og mangan: Jagten på bæredygtige fotoaktive materialer

    07.10.2026

  • Fra kvantekemi til AI: Nye værktøjer til overfladekemi

    07.10.2026

  • Fra elastik til batteri

    07.10.2026

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia ApS
Gammel Strandvej 20, 1th
DK - 2990 Nivå
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk

Privatlivspolitik
Cookiepolitik
Administrer samtykke
For at give dig de bedste oplevelser bruger vi teknologier som cookies til at gemme og/eller få adgang til enhedsoplysninger. Hvis du giver dit samtykke til disse teknologier, kan vi behandle data som f.eks. browsingadfærd eller unikke ID'er på dette websted. Hvis du ikke giver dit samtykke eller trækker dit samtykke tilbage, kan det have en negativ indvirkning på visse funktioner og egenskaber.
Funktionsdygtig Altid aktiv
Den tekniske lagring eller adgang er strengt nødvendig med det legitime formål at muliggøre brugen af en specifik tjeneste, som abonnenten eller brugeren udtrykkeligt har anmodet om, eller udelukkende med det formål at overføre en kommunikation via et elektronisk kommunikationsnet.
Præferencer
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for det legitime formål at lagre præferencer, som abonnenten eller brugeren ikke har anmodet om.
Statistikker
Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til statistiske formål. Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til anonyme statistiske formål. Uden en stævning, frivillig overholdelse fra din internetudbyders side eller yderligere optegnelser fra en tredjepart kan oplysninger, der er gemt eller hentet til dette formål alene, normalt ikke bruges til at identificere dig.
Marketing
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for at oprette brugerprofiler med henblik på at sende reklamer eller for at spore brugeren på et websted eller på tværs af flere websteder med henblik på lignende markedsføringsformål.
  • Vælg muligheder
  • Administrer tjenester
  • Administrer {vendor_count} leverandører
  • Læs mere om disse formål
Vælg fra liste
  • {title}
  • {title}
  • {title}