Klinger Stahlrohrtürme von Windkraftanlagen optimal abgedichtet

Autor / Redakteur: Jörn Jacobs / Stefanie Michel

Die Turmsegmente von Windkraftanlagen lassen sich vor Korrosion schützen und somit ihre Lebensdauer verlängern; an den Flanschblättern gab es bisher keinen Korrosionsschutz. In Anlehnung an den Rohrleitungsbau hat Klinger nun eine Lösung mit Kraftnebenschluss-Dichtungen entwickelt.

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Türme von Windkraftanlagen vor Korrosion schützen: Bei den Turmsegmenten funktioniert das bereits, gegen Korrosion zwischen den Flanschblättern gibt es jetzt eine Lösung.
Türme von Windkraftanlagen vor Korrosion schützen: Bei den Turmsegmenten funktioniert das bereits, gegen Korrosion zwischen den Flanschblättern gibt es jetzt eine Lösung.
(Bild: Stefanie Michel)

Der Turm ist ein wichtiges Teil der gesamten Windkraftanlage, denn er trägt Gondel und Rotor und sorgt mit seiner Höhe dafür, dass die höheren Luftschichten erreicht werden. Gleichzeitig kommt dem Turm mit 15 bis 25 % der Anlagenkosten eine große wirtschaftliche Bedeutung zu. Doch nicht nur seine Investitionskosten, sondern auch seine Lebensdauer ist für den Betreiber relevant. In dieser Hinsicht nimmt der Korrosionsschutz gerade bei den weit verbreiteten Stahlrohrtürmen einen immer größeren Stellenwert ein.

Stahlrohrtürme werden aus Stahlplatten hergestellt: Das jeweilige Segment wird geschnitten, gerollt und in Längsrichtung verschweißt. Je nach Hersteller und Turmhöhe sind die Turmsektionen 15 bis 35 m lang und auf beiden Seiten mit einem Flansch versehen. Am Aufstellort werden die Segmente zusammengefügt und die Flansche verschraubt.

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Korrosion zwischen Flanschblättern verkürzt Anlagenlebensdauer

Turm wie Gondel und Rotor sind verschiedensten Belastungen durch Standort und Witterungsbedingungen ausgesetzt. Die Bauteile müssen Sturm, Regen, Schnee, intensiver Sonneneinstrahlung, Salzwasser oder salzhaltiger Luft trotzen können und ebenso Krafteinwirkungen widerstehen, wie sie durch Temperaturveränderungen, Winddruck oder Drehmomente auftreten können. Doch während man die Turmsegmente auf der Außen- und Innenseite mit einem aufgespritzten Korrosionsschutz versieht, ist das an der wichtigen Stelle der Flanschblätter so nicht möglich: Die auftretenden Kräfte würden die Schutzschicht in kürzester Zeit brechen. Insofern ging man herstellerseitig bislang davon aus, dass die gegebene Planparallelität der Flanschblätter und die feste Verschraubung eine nicht nur kraftschlüssige sondern auch dichte Verbindung realisieren.

Doch die Realität auf der Baustelle und im Alltagsbetrieb sieht anders aus. Durch Einwirkungen bereits beim Aufbau oder durch die verschiedenen Umweltbedingungen kann es vorkommen, dass keine absolute Planparallelität gegeben ist. Zudem sucht sich Wasser den Weg in die kleinsten Ritzen – als Regen, Schnee, Salzwasser und Gischt von außen oder als Kondenswasser von innen. Die Folge: Korrosion zwischen den Flanschblättern. Ergebnis und gleichzeitig wirtschaftlicher Schaden liegt hier in der Verkürzung der Anlagenlebensdauer oder in aufwändiger Korrosionssanierung.

Analog zu Großrohrleitungen: Dichtung im Flansch

Dieses Problem lässt sich jedoch analog zum Bau großer Rohrleitungen lösen: Durch Einbringen einer Dichtung in den Flansch. Anders als bei den betrachteten Stahltürmen geht beim Rohrleitungsbau niemand davon aus, dass je ein Flansch so planparallel und belastungsfrei sei, um ohne Dichtung auszukommen. Im Gegenteil, man weiß aus Erfahrung, dass es Unebenheiten und Krafteinträge in den Flanschen gibt. Deswegen haben sich hier sogenannte „Kraftnebenschluss-Dichtungen“ (KNS) bewährt, deren Trägerring Kräfte ableitet und sehr hohe Flächenpressungen aufnehmen kann, während die elastomeren Dichtungsteile sicher abdichten.

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