Gemeinsam auf dem Weg zu einer höheren „Lebenserwartung“ für Offshore-Anlagen

Brücken, Windenergieanlagen, Schiffe, Kraft- und Schienenfahrzeuge werden erheblich durch z.B. massiven Fahrzeugverkehr, Umweltbedingungen oder Natureinwirkungen belastet. Nicht selten kommt es vor, dass sich immerzu wiederholende Belastungen zu katastrophalen Schäden führen, die sowohl für Mensch und Wirtschaft (lebens-)bedrohlich sein können. Dabei muss die Einzellast gar nicht mal so riesengroß sein. Die häufige Wiederholung – auch kleinerer Lasten – bewirkt eine gefährliche Materialermüdung, die sich in Rissen z.B. von Schweißnähten zeigt. Der gesunde Menschenverstand sagt uns, dass es dies zu verhindern gilt.

Fahrzeuge und andere Konstruktionen, die wir im Alltag als selbstverständlich ansehen, haben eine gewisse „Lebenserwartung“. Werden die Objekte jedoch dynamischen Belastungen ausgesetzt, die während der Konstruktionsphase nicht berücksichtigt wurden, kann die berechnete Lebenserwartung und damit Nutzungsfähigkeit durch Schäden verringert werden. Aus dem Grund gilt es Schäden zu verhindern oder zumindest rechtzeitig zu entdecken, damit frühzeitig eingegriffen werden kann, um Schlimmeres verhindern zu können.

An einer Lösung für die beschriebene Herausforderung arbeitet die Fachhochschule Kiel gemeinsam mit der Süddänischen Universität (SDU) in Odense im Interreg-Projekt RELIABLES Offshore.

Wind und Wasser über die Grenze

Inmitten der Nordsee, gut 80 Kilometer vor Sylt, inmitten der zukünftigen deutschen Offshore-Windparks, steht die Forschungsplattform FINO3, die den Projektpartnern bei ihrer Forschung dient. An dieser Plattform wird gemeinsam an der sogenannten Structural Health Monitoring (SHM) Methode gefeilt, einer Methode zur Bestimmung und Überwachung des Zustandes und der Betriebsfestigkeit von Konstruktionen wie Brücken und Windenergieanlagen.

Klingt kompliziert?! Das Ziel ist es Schädigungen, d.h. Risse an den Schweißnähten, frühzeitig zu erkennen, um Gegenmaßnahmen einleiten zu können. Mit dem SHM kann der Zustand von z.B. einer Windenergieanlage durch Sensoren gemessen werden. Das heißt, dass es frühzeitig möglich ist von Land aus zu sehen, welche Anlagen in der Nordsee tatsächlich Risse haben oder wann Risse auftreten könnten und deshalb repariert werden müssen. Heutige Berechnungsmethoden können das nicht leisten. Deshalb wird regelmäßig ganz sorgfältig kontrolliert, was sehr teuer ist und auch nur schon aufgetretene Risse zutage fördern kann. Die ersten Ergebnisse der neuen Methode sehen erfolgsversprechend aus, weshalb in Zukunft genau die Anlagen, die eine Reparatur nötig haben, unter hunderten von Anlagen identifiziert werden können.

Wissen teilen macht glücklich

Durch ihre Forschung können vermutlich zukünftige Brücken und Fahrzeuge umweltfreundlicher und unfallsicherer und dabei gleichzeitig billiger hergestellt bzw. verwendet werden. Das schont nachhaltig die Umwelt, verbessert die Lebensqualität der Bewohner und sichert Arbeitsplätze.

Neben der SHM-Methode ist auch ein grenzübergreifendes Testcenter gegründet worden. Die Testanlage hat eine Abteilung auf jeder Seite der deutsch-dänischen Grenze und bietet jeweils ihre Kompetenzen an Forschungs- und Ausbildungsprojekte an um das Fachwissen der ganzen Programmregion zu erweitern. Auf dänischer Seite liegt der Schwerpunkt auf der Vibrationsanalyse (z.B. für die SHM) und auf deutscher Seite ist die dazugehörige Betriebsfestigkeit angesiedelt. Die in der Region ansässigen Unternehmen haben dadurch Ansprechpartner für komplexe Fragen zur Belastung dynamisch beanspruchter Bauwerke und fühlen sich gut beraten.

Nachhaltige Arbeit für nachhaltige Lösungen

Die erfolgreiche Zusammenarbeit soll auch nach Projektende fortgesetzt werden um weiterhin gemeinsam an nachhaltigen Lösungen zu arbeiten. Projektleiter Professor Dr.-Ing. Bohlmann  freut sich über die grenzübergreifende Zusammenarbeit und ist dabei nicht alleine: „Die Partner freuen sich über das Erreichte und den wissenschaftlichen Erfolg. Dies hat glücklicherweise zu Folge, dass wir unsere Forschung und die Entwicklung des SHM-Verfahrens nach Projektende gemeinsam fortsetzen.“

Fachlich hat das Projekt große Schritte gemacht und auch Netzwerke sind über die Grenze hinweg entstanden. Doch auch menschlich ist das Projekt ein Vorbild. „Das Arbeitsklima ist sehr gut. Alle Beteiligten, d.h. Professoren, Doktoranden, Laboringenieure und andere Kollegen ziehen an einem Strang und finden auch bei schwierigen Problemen gute Lösungen. Dadurch macht die Arbeit viel Spaß,“ schließt der Projektleiter an der Fachhochschule Kiel ab.

Mehr über RELIABLES Offshore erfahren Sie hier.