Meuselwitz Guss: Moderne GJS-Werkstoffe für hohe klimatische Belastung

Verzögerungen beim Verlegen der Stromtrassen von den geplanten Offshore-Standorten in der deutschen Nord- und Ostsee bis zu den Küsten verursachen inzwischen hohe Kosten für die Lagerung der fertiggestellten Turbinen und Stahlfundamente. Selbst Wartungsarbeiten werden inzwischen an der korrodierenden Elektrik der lagernden Windturbinen fällig, ohne dass sie überhaupt zur Stromerzeugung beitragen konnten.


Windenergieanlage an einem Standort mit höherer klimatischer Belastungen

Fachleute zweifeln inzwischen die von der Bundesregierung für diese Region festgelegten Ausbauziele mit einer Leistung von 10.000 MW bis 2020 an. Die Komplexität der Energiewende mit Fokussierung auf den Offshore-Bereich wurde zeitlich und kostenseitig erheblich unterschätzt.

Was bleibt, ist der bewährte Weg über den Ausbau von Onshore-Windparks. Dabei werden immer mehr bisher nicht genutzte Standorte, auch im Extremtemperaturbereich, interessant. Heute stellt der Werkstoff EN-GJS-400-18U-LT den Standardwerkstoff für Bauteile wie Rotornaben, Maschinenträger, Blattanschlussadapter und Achszapfen dar. Mit ihm lassen sich Anlagengrößen von 800 kW bis zu 7,5 MW realisieren.

An die Meuselwitz Guss Eisengiesserei GmbH wurde die Aufgabenstellung herangetragen, Bauteile zu fertigen, die einerseits das Festigkeitsniveau eines EN-GJS 400 -18 erreichten und andererseits die Kerbschlagarbeitswerte eines EN-GJS 350-22- LT realisierten. Hintergrund dieser Aufgabenstellung ist der Ansatz, zukünftig auch verstärkt Regionen mit hohem Windpotential in Verbindung mit auftretenden tiefen Temperaturen in Nordeuropa und Nordamerika onshore nutzen zu können, da diese bisher weitgehend unerschlossen sind und ein großes Nutzungspotential ausweisen.

Im Rahmen innerbetrieblicher Versuchsserien begann schlussfolgernd die Prozessoptimierung des Werkstoffs auf die zu erzielenden Kennwerte. Als Optimierungspotential wurden die metallischen Einsatzstoffe, der einzustellende Reinheitsgrad, die chemische Zusammensetzung der Legierung, die Ofenfahrweise und entsprechende Impf- und Behandlungsmechanismen definiert.

Im Rahmen einer Prototypenfertigung wurden erfolgreich diverse Bauteile wie Rotornaben, Maschinenträger, Achszapfen und Blattadapter im Gewichtsbereich von bis zu 3 Tonnen für Sonderstandorte produziert. Diese Bauteile aus der Prototypenfertigung kamen zum Beispiel in Windenergieanlagen im antarktischen Bereich zur Versorgung von Forschungsstationen zum Einsatz.


Rotornabe einer 2,3-MW-Windenergieanlage aus EN-GJS-400-18U-LT, modifiziert

Im Anschluss erfolgte konsequenterweise die Ausweitung dieser Werkstoffvariation auf größere Stückgewichte, so dass derzeit bei der Meuselwitz Guss Eisengießerei GmbH Gussteile mit Stückgewichten von bis zu 10 Tonnen (Bauteile der 2 MW- und 2,5 MW-Klasse) in der Werkstoffvariation EN-GJS 400-18U-LT mit Dehnungswerten von 18 bis 25 % und Kerbschlagarbeiten von 12 J bei -40°C seriensicher in größerer Stückzahl gefertigt werden.

Weitere Optimierungen zum Werkstoffpotential sollen im Rahmen von Untersuchungen der Produktentwicklungsabteilung der Meuselwitz Guss Eisengießerei GmbH in der nächsten Zeit vorgenommen werden.

http://www.meuselwitz-guss.de

Quelle: Meuselwitz Guss Eisengiesserei GmbH

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