Foto Bax Lindhardt

Laserlys kan afsløre skibsmalingens tilstand

mandag 25 jan 21

Kontakt

Christian Rosenberg Petersen
Forsker
DTU Fotonik
45 25 59 06

FN’s Verdensmål

SHIP-COAT-projektet understøtter to af FN’s Verdensmål for bæredygtig udvikling: 


Mål 12: Ansvarligt forbrug og produktion

Vha. præcis måling af tykkelsen af malingslag kan det bestemmes, om en maleteknik påfører den rigtige mængde maling. Derved undgås spild af ressourcer forbundet med reduceret levetid og dermed hyppigere vedligeholdelse.


Mål 14: Livet i havet

Med et mobilt skanningsystem vil man kunne monitorere, hvor meget af coatingen der forsvinder i forbindelse med sejlads, rensning og vedligeholdelse, og dermed hvor meget der udledes i havene.


Med infrarødt laserlys kan forsker fra DTU Fotonik frembringe detaljerede 3D-billeder af skibsmaling, så malingerne kan blive mere holdbare og miljøvenlige.

For et par år siden fik Christian Rosenberg Petersen en lys idé. Han besluttede sig for at finde ud af, om infrarødt lys kan bruges til at undersøge skibsmaling. Ikke bare i laboratoriet, men helt ude ved skibene.

 

Idéen kom ikke helt ud af det blå, men fra en artikel bragt i Ingeniøren. Den handlede om en ny type skibsmaling, der var blevet udviklet og testet i et samarbejde mellem firmaet Hempel og forskere fra DTU. Artiklen beskrev, hvordan forskerne løbende havde en prøve med malingen under elektronmikroskop for at følge, hvordan dens holdbarhed og evne til at beskytte mod korrosion udviklede sig over tid.

 

Som forsker ved DTU Fotonik tænkte Christian Rosenberg Petersen, at det kunne gøres smartere. 

 

”Vi havde lavet et system i laboratoriet, hvor vi kunne vise, at vi med midt-infrarødt lys kunne se igennem forskellige materialer som keramik, papir eller plast. Vi kunne f.eks. se ind til chippen i et kreditkort. Da jeg så stødte på artiklen i Ingeniøren, tænkte jeg, at det kunne være interessant at se, om vores teknologi også kunne bruges til at kigge ind i malingen på skibe og se variationer af tykkelsen og fordelingen af malingens forskellige komponenter.”

 

I stedet for at udskære små prøver og bringe dem ind i et laboratorium måtte det være muligt at anvende det infrarøde lys til at få et detaljeret, tredimensionalt billede af malingen på en ikkedestruktiv måde, f.eks. når skibet er i dok.


Laserlys kigger i dybden

På DTU Fotonik forskes der i, hvordan man bedst kan kontrollere og anvende lys, og Christian Rosenberg Petersen har specialiseret sig i en teknologi, der kaldes optisk kohærenstomografi (optical coherence tomography, forkortet OCT). Den minder ganske meget om ultralydskanning, blot med lys i stedet for lyd.

"Vi vil eksempelvis kunne se, om malingen rummer små bobler, om der er problemer med vedhæftningen, eller om der er begyndende rustdannelse under den."
Forsker Christian Rosenberg Petersen, DTU Fotonik

 

Når man sender infrarødt laserlys mod en overflade, vil noget af det usynlige lys trænge ind i materialet, og her vil en lille del af det blive reflekteret forskelligt af materialets bestanddele. Det reflekterede lys opsamles og analyseres i en computer, og resultatet er et billede, der røber materialets indre struktur, omtrent som når tilbagekastet ultralyd frembringer billedet af et foster ved en ultralydsskanning af en gravid. Det unikke ved OCT er, at man kan få en 3D-afbildning i relativt god opløsning – helt ned til få mikrometer – helt uden at komme i kontakt med emnet. 

 

Tilbage i 1990’erne blev OCT udviklet til undersøgelse af øjet, og det er stadig i medicinske sammenhænge, at teknologien tiltrækker sig størst opmærksomhed. Teknologien kan også bruges til diagnosticering af hudkræft.

 

Men OCT har derudover et stort potentiale i industrien, og med en bevilling på godt en million kroner fra Den Danske Maritime Fond i ryggen er Christian Rosenberg Petersen nu i fuld gang med at udvikle et kompakt, transportabelt OCT-system til inspektion af skibsmaling.

 

”Når det hele er samlet, skal vi ud og måle på et skib. Med robotarmen kan vi skanne et forholdsvis stort område, kun begrænset af robottens rækkevidde på 85 cm. Vi vil eksempelvis kunne se, om malingen rummer små bobler, om der er problemer med vedhæftningen, eller om der er begyndende rustdannelse under den,” siger Christian Rosenberg Petersen.


Kan føre til bedre malinger 

Projektet har fået navnet SHIP-COAT (Sub-Surface, High-Resolution, Inspection of Paints and Coatings Using Non-Destructive Laser Tomography). I februar 2021 skulle det transportable måleinstrument være klar til test i felten.

 

Indtil da foregår målingerne i laboratoriet med forskere fra DTU Kemiteknik på sidelinjen. Her ligger forskningscenteret CoaST (The Hempel Foundation Coatings Science and Technology Centre), hvor formålet er at udvikle holdbare og bæredygtige malinger – eller coatings, som det hedder i industrien.

 

OCT kan bruges både i udviklingen af coatings og senere, når den nedslides.

 

”I forbindelse med udviklingen af coating vil man f.eks. få mulighed for at tjekke coatingens egenskaber undervejs i et testforløb. Når så malingen er kommet på markedet og bruges på skibe, kan kvaliteten løbende kontrolleres ved inspektioner baseret på OCT,” siger Christian Rosenberg Petersen.

 

Hans vision er, at projekt SHIP-COAT kan føre til bedre, mere miljøvenlige skibsmalinger, og han understreger i øvrigt, at teknologien kan bruges til meget andet end maling – kun fantasien sætter grænser: 

 

”Jeg håber, at flere uden for de medicinske kredse vil få øjnene op for optisk kohærenstomografi og finde på helt nye anvendelser, som vi slet ikke har overvejet.”


Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.