Energie / Anlagen

Windkraft als wesentliches Element einer klimagerechten Energieversorgung

Energie / Anlagen

Herstellende und verarbeitende Industrien bilden die klassischen Säulen einer Industrienation. Beide Bereiche erfordern erhebliche Mengen an Energie und somit neben Einrichtungen zur Energieerzeugung auch solche für den Energietransport über kleinere und größere Strecken, sowie zur Energiespeicherung.

Zentrale Leistungen des Geschäftsfelds »Energie / Anlagen« im Bereich Kernenergie (Neubau, Rückbau, Zwischenlagerung, Endlagerung) betreffen die Erfassung von Materialalterungen (Versprödung, thermische Ermüdung) und Fehlerprüfungen mittels magnetischer Verfahren und geführter Wellen. Das Geschäftsfeld umfasst darüber hinaus auch Projekte in den Bereichen konventioneller Kraftwerke, erneuerbarer Energien und Energie(träger)verteilung als auch Arbeiten im Bereich von Fertigungs- und Produktionsanlagen.

Hinsichtlich erneuerbarer Energien (Wind, Wasser, Solar, Geothermie) ergeben sich Anforderungen an die ZfP im Rahmen von Herstellung, Errichtung, Betrieb und Wartung der Anlagen. Besondere Relevanz hat die Windenergie hinsichtlich der Prüfung der Türme (Schrauben, Hybridmaterialien), des Antriebsstrangs (Lunker/Dross in Großguss, Rht von Lagerringen) sowie der Rotorblätter. Weitere Themen sind das Remote Condition Monitoring im Offshore-Bereich. Die Auftraggeber sind Zulieferfirmen, die Betreiber sowie Versicherer der Anlagen.


Bzgl. der Energie(träger)verteilung ergeben sich Aufgaben hinsichtlich der Trassen, Masten und Pipelines aufgrund von Alterungseffekten (Korrosion, Risse, Lockerung) bzw. zwecks Korrosions- und Alterungsschutz. Ebenso sind Schweißnähte zu prüfen. Hierbei kommen nahezu alle ZfP-Verfahren zum Einsatz, schwerpunktmäßig jedoch Ultraschall, Magnetik und Streufluss.

Das Geschäftsfeld »Energie / Anlagen« bündelt die FuE-Aktivitäten des Fraunhofer IZFP in diesen Themenfeldern.

Kontakt

energy[at]izfp.fraunhofer.de

Der intelligente Blick ins Materialinnere

© Foto Tom Gundelwein

3D-SmartInspect

Flugzeuge, Züge oder Energieanlagen müssen regelmäßig überprüft werden. Denn entdeckt man Schäden zu spät, kann das Sicherheitsrisiken bergen. Zudem geht es oft mit teuren Stillstandzeiten einher. Forscher überführen die althergebrachten Prüfroutinen mit dem Sensor- und Inspektionssystem 3D-SmartInspect nun in die digitale Welt von morgen.

Man kennt es vom Auto: Alle zwei Jahre überprüft der TÜV, ob das Fahrzeug noch sicher ist. Auch andere sicherheitskritische Gegenstände müssen regelmäßig getestet werden – seien es Turbinen, Generatoren und Hochdruckbehälter. Dies gilt vor allem dann, wenn die eingesetzten Materialien und Produkte bis an ihre äußersten Leistungsgrenzen gebracht werden, um die Wirtschaftlichkeit zu steigern. Die Prüfer bekommen beispielsweise einen ausgedruckten Plan vom Betriebsgelände, an dem sie sich orientieren können. Haben sie die zu inspizierende Struktur erreicht – etwa einen Hochdruckbehälter – überprüfen sie diese mit einem Sensor. Die Schwierigkeit: Sie müssen die komplette Oberfläche kontrollieren. Doch welche Stellen haben sie mit dem Sensor bereits begutachtet und welche nicht? Die Tester müssen zudem eine lange Ausbildung absolvieren und brauchen sehr viel Erfahrung, um den Zustand der unterschiedlichen Prüfobjekte zuverlässig beurteilen zu können. Es ist daher schwer, erfahrene Ingenieure zu finden.

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Großgusskomponenten effektiv und umweltschonend hergestellt

© Foto Axel Hindemith / Wikimedia Commons

Um auf dem internationalen Markt für eisenverarbeitende Anwendungen mithalten zu können, ist eine leistungsfähige und ressourcenschonende Herstellung von Großgusskomponenten zunehmend unabdingbar. Insbesondere bei der Herstellung von Gussbauteilen aus dem Bereich der regenerativen Energien wie Windenergieanlagen (WEA) führen mit Dross* verunreinigte Großgussbauteile aus Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS) zu hohem finanziellem, personellem und auch energetischem Mehraufwand: Oftmals müssen diese Bauteile in manueller und sehr zeitaufwändiger Handarbeit bearbeitet bzw. nachgebessert werden.

Herstellern von Gusskomponenten (z. B. für WEA, Schiffsmotoren, etc.) ist die bis dato nicht gelöste Drossproblematik nur zu gut bekannt: Das Forschungsvorhaben mit Beteiligung von namhaften Industriepartnern eröffnet zum ersten Mal die Möglichkeit, Großgussbauteile mit Dross-Fehlstellen in großem Umfang gezielt zu untersuchen und Wege zu erarbeiten, Bauteile mit Dross für den Einsatz nutzbar zu machen, zusätzliche Nacharbeiten gering zu halten und insbesondere das Verschrotten der fehlerhaften Komponenten zu vermeiden – ein großer wirtschaftlicher und ressourcenschonender Benefit für Hersteller und Anwender.

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Zerstörungsfreie Prüfung an induktiv gehärteten Bauteilen

© Foto Fraunhofer IZFP

Kurbelwellenprüfung mit SHD-Sensor

Langjährige Erfahrung mit kundenspezifischer Hard- und Software

Optimierte Ultraschallelektronik (Eigenentwicklungen)

Automatisierte Systeme und Handprüfgeräte verfügbar

Keine Kalibrierung an Testkörpern notwendig

Objektive, nutzerunabhängige Messmethode

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