60 mm dicke Unter-Pulver-Schweißverbindung. Dicke Schweißnähte bedeuten lange Zeiten für die Wasserstoffdiffusion in kritische Bereiche. Die mögliche Rissbildung erfolgt verzögert und muss über eine Wartezeit vor der ZfP berücksichtigt werden.
Quelle: BAM, Fachbereich Integrität von Schweißverbindungen
Offshore-Windkraftanlagen (OWEA) sind ein wesentliches Ziel der Energiestrategie Deutschlands zur Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien. OWEA-Komponenten werden aus geschweißten Stahlblechen mit einer Dicke von bis zu 200 mm gefertigt. Die zugrunde liegenden Normen und technischen Empfehlungen für den Bau von OWEA beinhalten dabei Vorgaben zur sogenannten Mindestwartezeit (MWZ), bevor eine zerstörungsfreie Prüfung der Schweißnähte zulässig ist. Grund dafür ist die erhöhte Gefahr der zeitverzögerten wasserstoffunterstützten Kaltrissbildung, da die Wasserstoffdiffusion aufgrund der sehr dicken Bleche sehr langsam ist. Die strikte Berücksichtigung dieser langen MWZ von bis zu 48 h führt beim Bau von OWEA zu erheblichen finanziellen Belastungen, wie hohe Kosten für Errichterschiffe oder Kosten aufgrund der notwendigen Onshore-Lagerung bis zur Inspektion. In dieser Studie wurden daher Schweißverbindungen aus herkömmlichem Stahl S355 ML im Vergleich mit der Offshore-Stahlsorte S460 G2+M untersucht. Ziel war es, die notwendige MWZ bis zur zerstörungsfreien Prüfung der Schweißnaht zu verkürzen. Dies würde die Fertigungszeit und die Kosten der OWT-Konstruktion deutlich reduzieren. Dazu wurde systematisch die Wärmeeinbringung und Wasserstoffkonzentration in den Experimenten variiert. Zur Quantifizierung der Verzögerungszeit bis zum Auftreten von wasserstoffunterstützten Kaltrissen wurde eine Schallemissionsanalyse direkt nach dem Schweißen für mindestens 48 h durchgeführt.
Waiting time before NDT of welded offshore steel grades under consideration of delayed hydrogen-assisted cracking
Eugen Wilhelm, Tobias Mente & Michael Rhode
erschienen in Welding in the World, Vol. 65, Seiten 947–959, 2021
BAM Fachbereich Integrität von Schweissverbindungen