Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Langzeit-EKG für Windanlagen

01.03.2016

Hannover Messe 2016: Sensormanschette überwacht Schweißnähte

Offshore-Windanlagen müssen vieles aushalten – das gilt vor allem für die Fundamente, die im Meeresboden verankert sind. Von Zeit zu Zeit untersuchen Taucher diese Gründungsstrukturen auf Mängel. Mit einer Sensormanschette lassen sich die Kontrollen künftig schneller und einfacher durchführen. Ein solches System präsentieren die Wissenschaftler auf der Hannover-Messe vom 25. bis 29. April 2016 (Halle 2, Stand C16/C22).


© Foto Fraunhofer IKTS

Für Praxistests in der Ostsee haben Forscher einen Proberohrknoten mit zwei Demonstratoren der Sensormanschette ausgerüstet.


© Foto Fraunhofer IKTS

Mit der Sensormanschette ohne Halterung lassen sich Risse in Fundamenten von Offshore-Windanlagen aufspüren.

Die Wellen peitschen gegen die Masten der Offshore-Windanlagen, der Wind rüttelt an den Rotoren. Der Fuß der Anlage – unter Wasser, nahe dem Meeresboden – muss daher starke Beanspruchungen überstehen. Auch aggressives Salzwasser schädigt die Fundamente. In regelmäßigen Abständen begeben sich Taucher hinab in die Tiefe und überprüfen die besonders gefährdeten Schweißnähte an diesen Verankerungen. Sind sie nach wie vor intakt? Oder haben sich Risse oder andere Fehlstellen gebildet, die die Sicherheit gefährden?

Um diese Frage zu beantworten, befreien die Taucher die Schweißnaht zunächst mit einem Hochdruck-Gerät von Bewuchs wie Algen und Muscheln. Anschließend legen sie ein elektromagnetisches Feld an die Schweißnaht an und geben Eisenspäne darauf. Ist irgendwo ein Riss, dringt das Feld verstärkt nach außen – die Eisenspäne lagern sich dort an.

Eine schwierige Arbeit für die Taucher: Sie müssen viele Geräte mit in die Tiefe nehmen, starken Strömungen standhalten und genügend Zeit einplanen, um sich an die jeweiligen Wasserdrücke auf dem Tauchgang zu gewöhnen. Die Inspektion einer Anlage dauert bislang etwa einen Tag.

Automatische Messung mit der Sensormanschette

Künftig kann ein Roboter diese langwierige und mitunter riskante Aufgabe übernehmen – genauer gesagt ein kastenförmiges Remote Operating Vehicle, kurz ROV. Die Basis dafür haben Forscher am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Dresden gelegt, gemeinsam mit verschiedenen Industriepartnern. »Wir haben eine Sensormanschette entwickelt, mit der sich diese Messungen vereinfachen und künftig automatisiert durchführen lassen«, sagt Andreas Schnabel, Projektmanager am IKTS.

Das System bietet zahlreiche Vorteile. Es ist weitaus genauer als die bisherigen Methoden: Es analysiert beispielsweise auch die Ausmaße und die Tiefe des Risses, was bislang nicht möglich war. Zudem geht die Untersuchung sehr viel schneller vonstatten als die mühselige Handarbeit – bereits nach zehn Minuten ist sie abgeschlossen.

Doch wie funktioniert das System? »Das Herzstück bildet eine Sensormanschette, die um die Schweißnaht gelegt wird und über die Anlagenlebensdauer dort verbleibt«, erläutert Schnabel. Diese Manschette besteht aus zahlreichen Sensorelementen, die in Abständen von fünf bis sieben Zentimetern wie an einer Perlenschnur aufgereiht sind. Für die Messung koppelt zunächst der Taucher ein Handgerät über eine Schnittstelle an die Manschette an und startet die Untersuchung per Knopfdruck.

Künftig soll der Roboter diese Aufgabe übernehmen. Gleichzeitig sorgt das Handgerät über Akkus für die nötige Energie. Das aufwändige Reinigen mittels Hochdruck entfällt. Reihum fungiert nun eines der Sensorelemente als Aktor. Sprich: Es bringt Ultraschallwellen in die Schweißnaht ein, die die gesamte Struktur durchdringen. Befindet sich irgendwo ein Riss, werden die Wellen an dieser Störstelle reflektiert, während sie durch die intakten Bereiche ungehindert hindurchgehen.

Die anderen Sensoren detektieren die Signale und spüren Fehlerstellen auf diese Weise auf. Anschließend dient der nächste Sensor als Aktor. Er überträgt die Daten per Kabel auf das Handlesegerät, das am PC ausgelesen wird. Auf diese Weise erhalten die Forscher Daten, die denen einer Computer-Tomographie beim Arzt ähneln. Der Endanwender, also der Prüfer der Offshore-Anlage, erhält ein Bild der Schweißnaht, auf dem Fehlstellen je nach Relevanz farbig markiert sind.

Erfolgreicher Praxistest in der Ostsee

In einem Vor-Ort-Test im Offshore-Windpark Baltic 1 konnten die Forscher gemeinsam mit ihren Kollegen von Baltic Taucher aus Rostock bereits zeigen, dass das Verfahren funktioniert. Dazu versahen sie ein verzweigtes Metallrohr mit einem 0,9 Millimeter breiten, 45 Millimeter langen und 7 Millimeter tiefen Riss und brachten es auf den Meeresgrund der Ostsee in 18 Metern Tiefe.

Mit Erfolg: Das System konnte den Riss sehr genau detektieren und sowohl seine Länge, seine Höhe als auch seine Tiefe bestimmen. In etwa fünf Jahren könnte das System zertifiziert und per Roboter einsatzbereit sein, hoffen die Forscher. Somit wollen sie die Lebensdauer der Anlagen nachhaltig sichern und die Energiewende unterstützen.

Kontakt

Katrin Schwarz

Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Winterbergstr. 28
01277 Dresden

Telefon +49 351 2553-7720

Fax +49 351 2554-114

E-Mail senden

Katrin Schwarz | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2016/maerz/langzeit-ekg-fuer-windanlagen.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie HANNOVER MESSE:

nachricht Rittal mit neuer Push-in-Leiteranschlussklemme - Kontakte im Handumdrehen
26.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Neuer Blue e+ Chiller von Rittal - Exakt regeln und effizient kühlen
25.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: HANNOVER MESSE >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Im Focus: Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten

Mit neuartigen Experimenten enträtseln Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der Technischen Universität Hamburg, warum winzige Metallstrukturen extrem fest sind

Ultraleichte und zugleich extrem feste Werkstoffe – poröse Nanomaterialien aus Metall versprechen hochinteressante Anwendungen unter anderem für künftige...

Im Focus: Geburtshelfer und Wegweiser für Photonen

Gezielt Photonen erzeugen und ihren Weg kontrollieren: Das sollte mit einem neuen Design gelingen, das Würzburger Physiker für optische Antennen erarbeitet haben.

Atome und Moleküle können dazu gebracht werden, Lichtteilchen (Photonen) auszusenden. Dieser Vorgang verläuft aber ohne äußeren Eingriff ineffizient und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Goldmedaille für die praktischen Ergebnisse der Forschungsarbeit bei Nutricard

11.12.2017 | Unternehmensmeldung

Nachwuchs knackt Nüsse - Azubis der Friedhelm Loh Group für Projekte prämiert

11.12.2017 | Unternehmensmeldung

Mit 3D-Zellkulturen gegen Krebsresistenzen

11.12.2017 | Medizin Gesundheit