HFH-Korrosion

Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit von Offshore Offshore-Windenergieanlagen durch Schweißnahtnachbehandlung unter Berücksichtigung des Korrosionseinflusses

Der Anstieg des globalen Energiebedarfs in Verbindung mit dem stetigen Bedarf an nachhaltiger Entwicklung macht die ständige Verbesserung der umweltfreundlichen Energiequellen erforderlich. Die Verlängerung der Lebensdauer zusammen mit der Verminderung der Aufbaukosten ist wie bei allen Konstruktionen eine starke Herausforderung für den Bauingenieur. Wie bei den meisten Stahlkonstruktionen sind die geschweißten Verbindungen, auch im Fall der Offshore-Windenergieanlagen (OWEA), die Schwachstelle im Hinblick auf die Ermüdungsfestigkeit. Durch den Einsatz des hochfrequenten Hämmerverfahrens (HFH) bei der Nachbehandlung der Schweißverbindungen ist eine deutliche Steigerung der Lebensdauer der Stahlkonstruktionen möglich. Die Effektivität der Methode unter nicht korrosiven Bedingungen wurde bis heute durch zahlreiche Forschungsprojekte nachgewiesen. Eine Anwendung des Verfahrens auch bei OWEA erscheint vielversprechend, weil durch ähnliche Methoden, die generell nicht so effektiv wie HFH sind, bereits deutliche Steigerung der Korrosionslebensdauer von Stahlkonstruktionen erreicht wurde. Die Mangel an vorhandenen Richtlinien und die nur kleine Anzahl von Versuchsergebnissen zur Anwendung des HFH in korrosiver Umgebung begrenzt derzeit noch den Einsatz der Methode in der Praxis. Ziel des Projektes ist die Untersuchung und die Qualifizierung von Korrosionseinflüssen auf die Ermüdungsfestigkeit nachbehandelter Schweißnähte und insbesondere auf die Wirksamkeit der HFH im Bereich korrosiver Umgebungsbedingungen. Darauf aufbauend werden Bemessungskonzepte entwickelt, die zu wirtschaftlicheren Stahlkonstruktionen führen.
Die HFH-Nachbehandlung bewirkt auch unter korrosiver Umgebung eine deutliche Steigerung der Ermüdungsfestigkeit im Vergleich zum unbehandelten Referenzdetail. Im Vergleich zum Bemessungsansatz für „wie geschweißte“ Proben ohne korrosiven Einfluss kann die Ermüdungsfestigkeit von Stumpfnähten auf Basis der vorliegenden Versuchsergebnisse von der Kerbfallkategorie 90 auf 160 angehoben werden. Die Kerbfallkategorie von „wie geschweißten“ Quersteifen ohne Korrosion steigt von 80 auf 125.

Forschungsbereich:	Stahlbau und Schweißtechnik
Verantwortliche:	Prof. Dr.-Ing. Imke Engelhardt
	Joscha Weinert, M.Eng.
Förderung:	BMWI, AIF, IGF (DVS)
	IGF-Projekt Nr.: 18.457 N / DVS DVS-Nr. 09.069
Laufzeit:	01.11.2014 bis 31.10.2017
Projektpartner:	Karlsruher Institut für Technologie
	Industrielle Partner