Schraubverbindungen in Windkraftanlagen: Optimale Beschichtungen für störungsfreie Montageprozesse

Ob bei Getriebe, Rotor oder Generator: In und an Windraftanlagen kommen viele Tausend verschiedene Schraubenverbindungen zum Einsatz, die teils extremen klimatischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Aus diesem Grund müssen die jeweiligen Komponenten mit einem genau auf die Anforderungen abgestimmten Oberflächenschutz beschichtet werden. Dabei ist nicht nur der langfristig sichere Schutz vor Korrosion von höchster Bedeutung.  Bei der Wahl der optimalen Bauteilbeschichtung spielen im Sinne einer einfachen und wirtschaftlichen Montage auch die Verschraubungseigenschaften eine wesentliche Rolle.

Kenntnisse über Montagevorspannkräfte und Reibungsverhältnisse notwendig

Ganz gleich, ob Anlagen-Neubau oder turnusmäßige Wartungs- und Reparaturarbeiten: Um den Montageprozess so effizient wie möglich zu gestalten und kostenintensive Stillstandzeiten zu minimieren, muss die Oberflächenbeschichtung der einzelnen Schraubenverbindungen wichtige Anforderungen erfüllen. Damit eine sichere Verschraubung hergestellt werden kann, sind insbesondere präzise definierte und reproduzierbare Montagevorspannkräfte erforderlich. Gleichzeitig müssen die Reibungsverhältnisse der einzelnen Verschraubungspartner bzw. der sich berührenden Oberflächen berücksichtigt werden. Ist die Reibungsverbindung zu hoch, kann die erforderliche Vorspannkraft nicht erreicht werden und es wird zu Problemen bei der Montage und einem erhöhten Ausschuss kommen. Gleichzeitig wird die Verschraubung nicht sicher sein, da sich die Schrauben nicht bis zum vorgeschriebenen Drehmoment anziehen lassen. Ist das Reibungsverhältnis wiederum zu gering, kann die gewünschte Vorspannkraft beim Anziehen der Schrauben schnell überschritten werden. Die Folge: Die Schraube wird nach einer Überdehnung beschädigt und kann im schlimmsten Fall brechen.

Definierte, gleichbleibende Schichtdicken sichern einfache Verschraubung

Um die oben beschriebenen Probleme bei der Installation bzw. Montage zu vermeiden, sollten für Schraubenverbindungen in Windkraftanlagen ausschließlich Beschichtungs-systeme gewählt werden, die eine definierte Reibungseigenschaft besitzen und reproduzierbare Vorspannkräfte ermöglichen – nur so lassen sich die Bauteile mit metrischem Gewinde passgenau und sicher verschrauben. Nicht zuletzt ist in diesem Zusammenhang auch die Realisierung von definierten Schichtdicken von Bedeutung – denn auch diese Eigenschaft ist entscheidend für sichere und zeiteffiziente  Montageprozesse. Denn: Überschreitet die eingesetzte Oberflächenbeschichtung die optimale Schichtdicke, passen Schrauben und Gewinde nicht ineinander und können nicht oder nur mühsam verbaut werden. Die Folge:  Unnötiger Ausschuss und somit steigende Kosten. Sind die Schichtdicken undefiniert und ungleichmäßig, besteht die Gefahr einer unsicheren und damit nicht betriebssicheren Verbindung.

Zinklamellensysteme erreichen höchste Korrosionsschutzwirkung

Aufgrund ihrer zahlreichen vorteilhaften Eigenschaften erweisen sich Zinklamellensysteme zur Beschichtung von Bauteilen in Windkraftanlagen als wirtschaftliche und dauerhaft verlässliche Lösung. Neben den Montagevorteilen durch eine definierte Vorspannkraft (ohne Schmierfett) sowie einstellbaren Reibzahlen und Schichtdicken bieten die aus einem Zinklamellen-Basecoat und einem darauf abgestimmten Topcoat bestehenden Beschichtungen eine enorme Korrosionsbeständigkeit.


Optimaler Korrosionsschutz für Rundmuttern und Ankerbolzen einer Windkraftanlage mit Zinklamellenbeschichtung

Vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) und von der Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) wurde der bewährte Systemaufbau aus DELTA®-TONE und DELTA®-SEAL im Rahmen umfangreicher Außenbewitterungstests geprüft und mit der Korrosivitätsklasse „C5-M mittel“ zertifiziert – dies erlaubt den Einsatz im Küsten- und Offshore-Bereich mit hoher Salzbelastung. Hier erfüllen die Zinklamellensysteme von Dörken MKS zum Beispiel extreme Anforderungen wie eine Korrosionsstandzeit von über 3.000 Stunden im Salzsprühnebeltest gemäß DIN EN ISO 9227 ohne Rotrostbildung sowie eine UV-Beständigkeit von mehr als 1.000 Stunden gemäß DIN EN ISO 11507.


Set bestehend aus Bolzen, Scheibe und zwei Muttern nach zwei Jahren Freibeiwitterung auf Sylt: Vergleich eines Zinklamellensystems (links) und einer Feuerverzinkung (rechts)