P 897 – Nutzung des Leichtbaupotentials von hochfesten Stahlwerkstoffen für Stahlrohrtürme von Windenergieanlagen durch den Einsatz von Hochleistungsfügetechniken

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P897

ISBN: 978-3-942541-62-6 Artikelnummer: P897 Kategorien: ,

Beschreibung

P 897 – Nutzung des Leichtbaupotentials von hochfesten Stahlwerkstoffen für Stahlrohrtürme von Windenergieanlagen durch den Einsatz von Hochleistungsfügetechniken

Aufgrund begrenzter Energievorräte und des weltweiten Bestrebens nach der Reduktion von CO2-Emissionen gewinnen erneuerbare Energiequellen, wie die Windenenergie, stark an ökonomischem Interesse und versprechen große   Wachstumschancen. Die Herstellung von immer leistungsfähigeren Windenergieanlagen (WEA) geht einher mit steigender Anlagenhöhe. Hierzu müssen Anlagen mit immer dickeren Wandstärken produziert werden. Die Prozesszeiten für  Schweißprozesse und die damit verbundenen Nebenzeiten steigen hierbei überproportional mit der Wandstärke. Dies ist vor allem durch die deutlich erhöhte Lagenzahl beim Unterpulverschweißen und der damit verbundenen intensiven Nahtvorbereitung begründet. Auch der Verbrauch von stets notwendigem Zusatzmaterial nimmt entsprechend zu.
Im Forschungsprojekt soll durch Ausnutzung der Vorteile moderner hochfester Stahlwerkstoffe und des Hochleistungsschweißprozesses Nonvakuum Elektronenstrahlschweißen (NVEBW) die ökonomischere Herstellung von Stahlrohrtürmen  für WEA fundiert werden. Durch Verwendung von hochfesten Stahllegierungen kann eine Reduktion der notwendigen Wandstärken erzielt werden. Durch Einsatz von NVEBW kann die insgesamt notwendige Anzahl von Schweißlagen stark  reduziert werden. Ein besonders wichtiger Aspekt des Projektes ist die Ergründung von Mechnismen der Rissentstehung und deren Vermeidung beim NVEBW von dickwandigen Bauteilen. Es werden unterschiedliche Strategien untersucht und bewertet, dazu gehört die Betrachtung der Wärmeführung sowie Legieren oder auch Durchschweißen. Zum Vergleich werden herkömmlich Unterpulver geschweißte Bleche sowie mittels der im Projekt entwickelten Verfahrenskombination  NVEBW-UP geschweißte Bleche metallographisch und im Zugund Dauerschwingversuch untersucht.
Es ist von großem Interesse durch Ausnutzung der Vorteile moderner Stahlwerkstoffen und Hochleistungsschweißtechniken den Bau von immer höheren Stahlrohrtürmen zu ermöglichen. Dieses Forschungsprojekt ist ein wichtiger Beitrag für die Einführung solcher Technologien für den Bau von Stahlrohrtürmen. Darüber hinaus sind die Erkenntnisse in weiteren Industriezweigen anwendbar, dies gilt z.B. für den Schiff- und den Kranbau.

Autoren:
F.-W. Bach, H. J. Maier, T. Hassel, R. Konya, N. Murray, A. Beniyash

Veröffentlichung:
2017