Screw connections in wind turbines: Optimal coatings for trouble-free assembly

Whether for towers, rotors, transmissions or generators: many thousands of different screw connections are used in and on wind turbines, some of which are exposed to extreme climatic and mechanical stress. For this reason, the components in question must be coated with surface protection that is precisely tailored to the demands they face. Yet it is not only long- term reliable protection against corrosion that is of utmost importance here; the properties of the screw connection also play an important role when selecting the optimum component coating for simple and economical assembly.

Knowledge of fitting prestress forces and friction conditions necessary

No matter whether you are constructing a new generation facility or conducting regular maintenance and repair work: in order to make the assembly process as efficient as possible and minimise ex- pensive downtime, the surface coating of the individual screw connections must meet important requirements. Precisely defined and reproducible fitting prestress forces are particularly important for a secure screw connec- tion. At the same time, the friction conditions of the individual screw com- ponents or the adjoining surfaces must be taken into account. If the friction coefficient is too high, the screw con- nection will not be secure, as it is possible to tighten the screws up to the prescribed torque without reaching the required prestress force levels. If, by contrast, the friction coefficient is too low, the desired prestress force may quickly be exceeded when tightening the screws. The result: the screw becomes damaged after overexpansion and may even break in the worst-case scenario.

Defined, constant layer thicknesses ensure simple screw connections

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)