Sicherer Korrosionsschutz für Windenergieanlagen

Rotorblätter von Windkraftanlagen sind extremen Belastungen ausgesetzt. Um einen langfristig sicheren und weitgehend wartungsfreien Betrieb sicherzustellen, müssen auch die für die Rotorblattverschraubung eingesetzten Verbindungselemente höchste Anforderungen in puncto Korrosionsschutz erfüllen.

Als elementarer Bestandteil einer Windkraftanlage entnehmen die Rotorblätter der Luftströmung Energie und führen diese dem Generator zu. Aufgrund der Blattlänge von bis zu 85 Metern und einem Gewicht von bis zu 25 Tonnen kommt der Verschraubung der Rotorblätter an die Rotornabe eine besondere Bedeutung zu. Diese erfolgt meist durch Schraubverbindungen, die aus sog. Doppelenden, Querbolzen-Muttern und Sechskantmuttern (Abmessungsbereich M30 bis M36) bestehen.


Rotorblattverschraubung bestehend aus Doppelende, Querbolzen-Mutter (Barrel Nuts), Sechskantmutter und Unterlegschreiben.

Da Rotorblätter und damit auch deren Schraubverbindungen unterschiedlichsten Witterungseinflüssen und dynamischen Belastungen ausgesetzt sind, müssen diese wirksam vor Korrosion geschützt werden – nur so lässt sich ein langfristiger und zuverlässiger Betrieb der Anlage sicherstellen. Zudem muss die applizierte Schutzschicht bestimmte Reibungszahlen einhalten, um eine problemlose Verschraubung zu gewährleisten. 

Korrosionsschutz mit Mehrfachnutzen

In der Praxis bieten sich die hochwirksamen und sehr dünnen Zinklamellen-Beschichtungen – bestehend aus einem Basecoat und einem organischen bzw. anorganischen Topcoat – von Dörken MKS an. Der zinkhaltige Basecoat sichert den kathodischen Korrosionsschutz. Der darauf abgestimmte Topcoat ermöglicht neben einer weiteren Schutzwirkung die Einhaltung definierter Reibungszahlen und somit eine sichere und schnelle Montage. Ein weiterer Vorteil der Zinklamellensysteme: Die beschichteten Schrauben zeigen kein Setzverhalten, wodurch kostenintensive Wartungsarbeiten reduziert und Anlagenstillstandzeiten vermindert werden. Selbst das Risiko einer applikationsbedingten wasserstoffinduzierten Spannungsrisskorrosion wird vermieden, da beim Beschichtungsvorgang kein Wasserstoff angeboten wird. Zudem verhindern die niedrigen Vernetzungstemperaturen von ca. 200°C eine Werkstoffveränderung hochfester Bauteile. Die Leistungsfähigkeit der Zinklamellensysteme ist in umfangreichen Außenbewitterungstests des Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) und der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) nachgewiesen worden. So wurde der aus dem Basecoat DELTA®-TONE 9000 und dem Topcoat DELTA®-SEAL bestehende Systemaufbau mit der Korrosivitätsklasse „C5-M mittel“ zertifiziert – dies erlaubt den Einsatz im Küsten- und Offshore-Bereich mit hoher Salzbelastung. Die weiterentwickelten Zinklamellenbeschichtungen DELTA-PROTEKT® KL100 und DELTA-PROTEKT® KL120 zeigen darüber hinaus liegende Korrosionsschutzeigenschaften und werden kontinuierlich für neue Anforderungen spezifiziert.

Effiziente Beschichtung im Gestell-Tauch-Schleuder-Verfahren

Insbesondere aufgrund der Größe der eingesetzten Rotorblattverschraubungen empfiehlt sich zur Beschichtung der Bauteile das Gestell-Tauch-Schleudern.


Für die Beschichtung der Bauteile hat sich in der Praxis das Gestell-Tauch-Schleudern bewährt.

Dabei werden die Schrauben oder Querbolzen-Muttern an einem Gestell oder an mehreren kleinen Auflagepunkten fixiert oder alternativ vereinzelt in Fächer (Körbe mit Gittern) gestellt. Im Anschluss wird die bestückte Einheit in den Beschichtungsstoff eingetaucht. So lässt sich sicherstellen, dass auch kleinste Hohlräume zuverlässig benetzt werden. Nachdem das Gestell aus dem Tauchbad gezogen wurde, erfolgt die Zentrifugierung. Dabei werden Material-Überschüsse im Bereich der Innenangriffsflächen wirksam abgeschleudert. Im letzten Schritt durchläuft die gesamte Einheit den Trocknungs- und Vernetzungsprozess. So entsteht schließlich eine gleichmäßige, haftfeste und dauerhafte Lackschicht, die im späteren Einsatz eine sichere Verschraubung an den Rotorblättern ermöglicht.

Fazit 

Hochleistungsfähige Beschichtungslösungen helfen dabei, Wartungsintervalle und Nutzungsdauer von Windenergieanlagen zu verlängern und den Wirkungsgrad zu erhöhen.