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Da staunt selbst der Fachmann Im Rahmen einer Studienfahrt war der Arbeitsausschuss des VDEh- Werkstoffausschusses (Werkstoffausschuss des Stahlinstituts VDEh) am 21. September bei der WeserWind GmbH in Bremerhaven zu Gast. Die Ausschussmitglieder wollten sich vor Ort ein Bild über die Anwendung von Stählen in Offshore- Windenergieanlagen machen. Zwei Vorträge hatte man vorbereitet, um die Gäste vor allem auch über die stahltechnischen Besonderheiten dieser Bauwerke zu informieren: Im ersten Vortrag berichtete René Surma – seit 1. Juni Leiter der Abteilung Forschung und Entwicklung bei WeserWind – über Design und Fertigung von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen. Aus der Vielzahl möglicher Strukturen, so René Surma, hätten sich in den vergangenen Jahren zwei Strukturen herauskristallisiert: die Tripod-Struktur und die Jacket- Struktur, die auch Quadropod genannt wird und sich seit Jahrzehnten in der Öl- und Gasindustrie bewährt hat. Beide Strukturen werden ab dem nächsten Jahr die großen Offshore-Windenergieanlegen der 5-MW-Klasse im ersten deutschen Offshore-Windpark „alpha ventus“ tragen. René Surma verdeutlichte am Beispiel des Tripods die Komplexität der Fertigungsprozesse: „Sie beginnen bei einer wohldurchdachten Baustellenlogistik und hören bei adaptierten Schweißprozessen noch lange nicht auf. Immerhin wiegt der Tripod weit über 600 t bei einer Optimierung für einen Einsatz in 30 m Wassertiefe. Die Dimensionen der einzelnen Komponenten erschweren die Handhabung zusätzlich.“ Bei der Fertigung auf der Baustelle zeige sich dann auch sehr schnell, wie wichtig im Vorfeld eine exakte Vermessung der Bauteile sei. Denn dadurch könnten von Anfang an diejenigen Bauteile ausgewählt und entsprechend positioniert werden, die später beim Zusammenfügen eine minimale Schweißarbeit erfordern – was erheblich Zeit und Kosten spart. In einem weiteren Beispiel erläuterte René Surma die Kombination von Standard-Rohren und Gussknoten bei der Fertigung eines Jacket-Prototyps, von der sich WeserWind wichtige Informationen für die künftige Serienferti- gung verspricht. Erste Ergebnisse liegen bereits vor und lassen auch hier darauf schließen, dass bei der Fertigung eine deutliche Kostensenkung erzielt werden kann. Martin Lehnhoff, Geschäftsführer der Multibrid Entwicklungsgesellschaft mbH, stellte anschließend die Technik einer 5-MW- Offshore-Windenergieanlage vor. Dabei machte er auch die beson- ANLAGENBAU WeserWind · VDEh-Werkstoffausschuss tagt in Bremerhaven – und zeigt sich nach der Besichtigung des Tripod-Prototyps außerordentlich beeindruckt. Das Stahlinstitut VDEh Unter dem Dach des Stahl-Zentrums arbeiten seit 1998 das Stahlinstitut VDEh, die Wirtschaftsvereinigung Stahl und weitere Organisationen und Institute der Stahlindustrie zusammen. Ziel des Stahlinstitutes: die Kooperation der Ingenieure bei der Weiterentwicklung der Stahltechnologie und des Werkstoffs Stahl. Dabei stehen Gemeinschaftsforschung und Erfahrungsaustausch im Vordergrund. Die Gemeinschaftsarbeit ist inzwischen international ausgerichtet, und auch Anlagenhersteller und Zulieferer sind mit einbezogen. Für werkstoff- und prüftechnische Fragestellungen ist der VDEh-Werkstoffausschuss zuständig. Sein Arbeitsausschuss wurde als Lenkungsgremium eingerichtet und ist überwiegend mit den Qualitätsstellen-, Forschungs- und Entwicklungsleitern der Stahlunternehmen besetzt. Bei Studienreisen zu Stahl verarbeitenden oder anwendenden Unternehmen möchte sich der Arbeitsaussschuss über Prüfung, Verarbeitung und Anwendung des Werkstoffs Stahl sowie besondere Anforderungen unmittelbar vor Ort informieren. deren Anforderungen an die Technik deutlich, insbesondere an die Zuverlässigkeit der einzelnen Komponenten. Schließlich sei der Zugang zu Offshore-Anlagen deutlich begrenzt bzw. wesentlich schwieriger als zu Onshore-Anlagen – weil Einfach überwältigend: die Tripod-Gründungsstruktur für Offshore-Windenergieanlagen der 5-MW-Klasse. glück auf · 4/2007 ......... 32 eben auch vom (See-) Wetter abhängig. Für die Mitglieder des Arbeitsausschusses war es sehr aufschlussreich zu erfahren, wie der Werkstoff Stahl zur zuverlässigen Funktionserfüllung vor allem im Antriebsstrang der Windenergieanlage beiträgt. Danach gab Dr. Ingo Steller eine kurze Einführung in das Stahlinstitut und seine Aufgaben. Er ist Obmann für legierte Bau- und warmfeste Stähle, Hochtemperaturwerkstoffe, Schmiedestücke und Stahlguss im Werkstoffausschuss. Die Vortragsreihe schloss mit einer kurzen Übersicht über die Entwicklung auf dem Grobblechsektor. Referent war Dr. Axel Kulgemeyer, Leiter der Hauptabteilung „Metallurgie und Werkstofftechnik – Rohr, Profil und Grobblech“ bei der Salzgitter Mannesmann Forschung in Duisburg. Am Beispiel der „Alaska Highway Pipeline“ zeigte er auf, dass hochfeste Stahlgüten erhebliches Kosteneinsparpotenzial bergen. Denn mit diesem Material könnten die Wandstärken der Rohre signifikant kleiner sein. Nach den Vorträgen besichtigten die Ausschussmitglieder den Tripod-Prototyp. Sie waren sichtlich erstaunt über dessen Dimensionen und nutzten die Chance, von unten einen Blick in den Turm zu werfen. Ein einmaliger Anblick. Denn beim Offshore-Einsatz liegt der Boden immerhin rund 30 m unterhalb der Wasseroberfläche. Nach einem rundum gelungenen Tag verabschiedeten sich die Mitglieder des Arbeitsausschusses und versprachen, WeserWind bald wieder zu besuchen. René Surma „Eine Frage noch, Herr Surma …“ NACHGEFRAGT René Surma ist seit 1. Juni Leiter der Abteilung Forschung und Entwicklung bei der WeserWind GmbH. Er hat auch die vielen Fachfragen beantwortet, die von den Mitgliedern des Arbeitsausschusses gestellt wurden, als sie sich der gigantischen Stahlstruktur gegenübersahen. Die spannendsten Fragen hat glück auf noch einmal gestellt: glück auf: Herr Surma, wie steht es eigentlich um den Korrosionsschutz des Tripods? René Surma: Der Korrosionsschutz wird nur außen aufgetragen. Die Struktur ist dafür mit einem entsprechenden Abrostungszuschlag ausgelegt und gefertigt, denn die jetzt verschlossenen Elemente werden beim späteren Einsatz von Wasser durchströmt. Diese Methode wird schon seit Jahrzehnten mit hinreichender Sicherheit im Hafenbau eingesetzt, sodass niemand ein Werksfoto René Surma, Leiter der Abteilung Forschung und Entwicklung plötzliches Versagen der Struktur infolge Korrosion befürchten muss. Allerdings muss vor allem die sogenannte „Splash Zone“ – der Bereich, der einem ständigen Wechsel von Luft und Wasser und vor allem spritzender Gischt ausgesetzt ist – sicher geschützt sein. Bei einigen bestehenden Anlagen hat sich in diesem Bereich nämlich innerhalb weniger Jahre ein erhebliches Korrosionsproblem eingestellt. Wie werden diese großen Strukturen eigentlich transportiert? Surma: Das ist in der Tat eine be- Foto: Christoph Edelhoff – BMU (Bundesministerium für Umwelt) trächtliche logistische Herausforderung. Immerhin sind für das Absenken der Struktur auf hoher See Kranschiffe notwendig, die in ihren Dimensionen nicht minder imposant sind als der Tripod. Und Erfahrungen mit dem Transport und Absenken solcher Giganten müssen erst noch gesammelt werden, da der Prototyp eben erst onshore gebaut wurde. Wie wird sich die Größe der Offshore- Windenergieanlagen entwickeln? Surma: Die 5-MW-Anlagen stellen bei Weitem nicht den Schluss einer Entwicklung dar, die vor vielen Jahren begann. Sicherlich wird sich die Leistung der Anlagen in einer nicht allzu fernen Zukunft im zweistelligen MW-Bereich bewegen – arbeitet man doch bei REpower bereits an einer 6-MW-Anlage. Und genauso sicher ist, dass die dann erforderlichen Strukturen noch gewaltiger sein müssen als der jetzige Tripod oder der Jacket-Prototyp. Vielen Dank für das Gespräch.
Unter dem Limit EICKHOFF · Feinstpartikel-Abscheidung Feinstpartikel im Abwasser machen Klärwerken das Leben schwer – und gefährden darüber hinaus die Gesundheit der Abnehmer. Jetzt ist Abhilfe in Sicht. Denn eine neue Technologie gibt Anlass zur Hoffnung, dass das Feinstpartikel-Problem zumindest entschärft werden kann: das sogenannte Ionergy-Modul. Entwickelt wurde es von der EICKHOFF Industrie-Anlagenbau und Montagen GmbH zusammen mit dem Patenthalter Holger Blum. Das Modul ermöglicht, Feinstpartikel kostengünstig aus Abwässern zu filtern – und damit dieses wachsende Umweltproblem wirtschaftlich zu lösen. Zu den Feinstpartikeln zählen die natürlichen organischen Stoffe, darunter vor allem Medikamente (sogenannte Organika) und perfluorierte Tenside (PFT), die in Klärwerken nicht aus dem Wasser filtriert werden können. Sie reagieren in der Trinkwasseraufbereitung mit dem dort eingesetzten Chlor – und ergeben Verbindungen, für die zunehmend eine gesundheitsschädliche Wirkung nachgewiesen wird. Das Ionergy-Modul ist eine dreistufige Wasseraufbereitung mit Unter den Besten EICKHOFF · SIEMENS Supplier Award Strahlende Gesichter (von links nach rechts): Karl-Heinz Runge und Norbert Fuest nahmen den Supplier Award aus den Händen von Helmut Schmitt (Leiter der Dampfturbinenfertigung) entgegen. Im August lud die Siemens PG GmbH die Geschäftsführung der EICKHOFF Industrie-Anlagenbau und Montagen GmbH nach Mülheim ein. Anlass war die offizielle Vergabe des Supplier Awards. Die Auszeichnung wurde für das finnische Nuklearprojekt „Olkiluoto 3“ verliehen, zu dessen erfolgreicher Umsetzung die Lieferanten mit ihren Lieferungen und Dienstleistungen beigetragen hatten – EICKHOFF mit einer Reihe von Komponenten, darunter der Anzapf-Leitung, dem Ölablassbehälter und den Kompensatoren. Die Auszeichnung entgegengenommen haben Norbert Fuest (Technischer Geschäftsführer) und Karl-Heinz Runge (Bereichsleiter Kompensatoren). Norbert Fuest: „Wir sind stolz, mit unseren Liefe- patentiertem Elektroflokulationsprozess. Das Verfahren kann – ohne dass man chemische Substanzen hinzufügen muss – Feinstpartikel kleiner 20 μm abscheiden. Die Anlage wurde im EICK- HOFF-Werk in Mülheim gebaut und wird gerade in der Praxis in einem Klärwerk in Bonn getestet. Zunächst soll mit ihr Brauchwasserqualität, langfristig jedoch Trinkwasserqualität erzeugt werden. Wenn das Modul die Erwartungen erfüllt, eröffnet sich ein in vielerlei Hinsicht interessanter Nischenmarkt in der Brauchwasseraufbereitung. Potenzielle Kunden sind Klärwerke, industrielle Reinwasseraufbereiter, pharmazeutische Betriebe und Firmen der Halbleitertechnik. Aber auch die keimfreie Wasseraufbereitung an Brunnen bietet sich an. Die Zeichen für einen Markterfolg stehen gut. Denn die Gesundheitsrisiken von Feinstpartikeln im Abwasser und wie man sie beseitigen könnte, werden derzeit in der Politik diskutiert. Was fehlt, sind technische Lösungen. So gesehen verspricht eine industriell ausgereifte Anlage große Markterfolge. Norbert Fuest Foto: Rebecca Frankenhauser rungen und Leistungen zum Erfolg dieses beeindruckenden Projektes beigetragen zu haben. Der Award wird einen Ehrenplatz in unseren Büroräumen finden.“ Der Lieferanten-Ehrung folgte ein Gang durch die Werkshallen. Dabei konnten die Gäste auch die erste, weltweit größte Niederdruck- Teilturbine für „Olkiluoto 3“ in Augenschein nehmen. Anschließend feierte man das 80-jährige Bestehen des Mülheimer SIEMENS-Standortes mit einem festlichen Rahmenprogramm. Geladen waren nicht nur Kunden, Mitarbeiter und die ausgewählten Gewinner des Supplier Awards. Auch NRW-Ministerpräsident Dr. Jürgen Rüttgers war zu Gast. Kirsten Gottwald ANLAGENBAU Gezieltes Hämmern macht müde Nähte wieder munter Köthen · Revolution in Sicht: Hochfrequentes Verfahren verlängert Lebensdauer von Stahlbauten – und hilft, immense Kosten einzusparen. INTERVIEW Von jeher sind Statiker und Konstrukteure bemüht, die Lebensdauer ihrer Stahlbauten zu verlängern. Aber wie Menschen und Dinge ermüden auch Schweißkonstruktionen unausweichlich, wenn sie dauerhaft wechselnden Belastungen standhalten müssen. Bei geschweißten Bauteilen und Anlagen hängt die Ermüdung neben der Größe und Häufigkeit der Belastung vor allem von einem ab: der Gestalt der Bauteile und der Ausführung der Schweißnaht. Die Lebensdauer verlängert zum Beispiel die Nachbehandlung der Schweißnähte. Beschleifen oder dünnflüssiges Überschweißen bringt schon lange beachtliche Erfolge. Seit einer gewissen Zeit macht ein neues Erfolgsrezept die Runde: das hochfrequente Hämmerverfahren. Holger Strohbach von der Kranbau Köthen GmbH weiß mehr darüber: glück auf: Verhindert das hochfrequente Hämmerverfahren wirklich das frühzeitige Ermüden von Schweißnähten? Holger Strohbach: Tatsächlich zeigt sich hier ein gewaltiges Potenzial zur Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit geschweißter Bauteile. Selbst die Lebensdauer von Konstruktionen, die lange in Betrieb und bereits deutlich geschädigt sind, lässt sich dadurch nachhaltig steigern. Das heißt, man könnte damit Stahlkonstruktionen sanieren? Strohbach: Genau. … und jede Menge Geld für Neubauten sparen? Strohbach: Es ist klar, welche Hoffnungen auf volkswirtschaftlichen Dankestorte Köthen · 65-t-Transportkran reibungslos montiert Zum Anbeißen: Eric Berghuis (Mitte) übergibt Thomas Jährling (links) und Herbert Schrammek als kleines Dankeschön eine „Torte mit Kran“. glück auf · 4/2007 ......... 33 Werksfoto Projektleiter Holger Strohbach von der Kranbau Köthen GmbH Nutzen daran geknüpft werden. Man muss nur einmal an die unzähligen sanierungsreifen Stahlbrücken in Deutschland denken. Aber auch in unserer Holding können erhebliche Vorteile erwartet werden. Aber wissenschaftlich ist die Effizienz des Verfahrens noch nicht untersucht. Strohbach: Nur in Teilen. Deshalb wurde ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziertes Projekt ins Leben gerufen, geleitet von der Technischen Universität Braunschweig. Prof. Thomas Ummenhofer arbeitet mit einem Konsortium aus universitären Einrichtungen und leistungsfähigen Industriepartnern daran – darunter auch mit Kranbau Köthen. Es geht darum, das Verfahren zu erforschen und seine industrielle Anwendung zu verbreitern. Der Arbeitsname des Projektes ist REFRESH. Das klingt nach einer wahren Erfrischung für den Stahl. Was trägt Kranbau Köthen dazu bei? Strohbach: Es wurden schon unzählige Versuche gefahren, bei denen geschweißte Proben verschie- Foto: Rainer Lorenz denster Form und Schweißnahtausführung aus Köthen bis zum Bruch belastet werden. Gleichzeitig führen wir Berechnungen von Tragwerken durch, in denen die neuen Erkenntnisse einfließen. Seit Längerem auf dem Markt ist ein Hämmerverfahren, bei dem die Schlag - impulse durch Ultraschall angeregt werden – eine Methode, die unter dem Namen Ultrasonic Impact Treatment, kurz: UIT, bekannt ist. Was ist das Besondere an dem Verfahren, das Sie entwickeln? Strohbach: ... dass Druckluft den hochfrequenten Impuls erzeugt. Dieses Prinzip trägt den Handelsnamen High Frequency Impact Treatment, kurz HiFIT – entwickelt im Forschungskonsortium von der Braunschweiger Firma DYNATEC. Funktioniert das Alternativverfahren? Strohbach: Die ersten Versuchsergebnisse weisen bei hohen Lastwechselzahlen teilweise die vierfache Lebensdauer von Proben aus, die mit UIT oder HiFIT behandelt wurden. Stahltragwerke wie Krane im harten Stahlwerkseinsatz lassen sich damit erheblich optimieren. Aber auch <strong>Bahn</strong>systeme, Stahlwerksausrüstungen und Industrieanlagen allgemein erscheinen dafür prädestiniert. Wann ist mit weiteren Ergebnissen zu rechnen? Strohbach: Sobald die nächsten Teilergebnisse vorliegen, werden wir uns mit einer weiteren Veröffentlichung an die Fachkollegen und alle Interessenten wenden. Und wer jetzt schon mehr über dieses Projekt wissen will? Strohbach: Der kann sich gerne direkt an mich wenden. Vielen Dank für das Gespräch. Ein Coil-Kran 65 /10 t x 24 m Spannweite wurde im Juli von Kranbau Köthen ausgeliefert. Kunde war das Stahlwerk Corus Staal BV in Ijmuiden in den Niederlanden. Der Kran hat eine Eigenmasse von 113 t und wird in einer neu gebauten Walzhalle benötigt, um dort sogenannte Coils (Blechrollen) umzuschlagen. Konstruktive Besonderheit: Zwischen den Stützenreihen besteht ein Höhenunterschied der Kranfahrwerke von 3.600 mm. Deshalb fährt der Brückenkran auf zwei Ebenen. Er wurde in Köthen komplett vormontiert und getestet, um die Montagezeit beim Kunden zu minimieren. Montage, Inbetriebnahme und Abnahme verliefen reibungslos. Wie zufrieden der Kunde mit der Arbeit der Kranbauer war, demonstrierte Eric Berghuis (Corus). Er überreichte Herbert Schrammek (Bauleiter) und Thomas Jährling (Bauleitender Monteur) ein „lekker“ Geschenk: eine Torte mit Kranfoto. In diesem Jahr werden noch drei weitere Hallenkrane und eine Laufkatze bei Corus montiert. Axel Pertzsch
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