Wie sich die Leistung von Windparks verbessern lässt: Ein Leitfaden zur Vorspannkraftüberwachung in Schraubenverbindungen
Sichere Schraubenverbindungen sind entscheidend für den Betrieb und die Anlagensicherheit. Die Sicherheit, dass Verbindungen mit der richtigen Vorspannkraft festgezogen werden und festgezogen bleiben, stellt Betreiber oft vor eine schwierige Aufgabe. Da Windkraftanlagen immer größer werden und in immer anspruchsvolleren Umgebungen oder gar auf schwimmenden Plattformen stehen, gelangen auch Schraubenverbindungen an ihre Belastungsgrenzen und sind oft schwierig zu konstruieren, zu installieren und zu warten.
Herkömmliche Verfahren zur Überwachung der Vorspannkraft, z. B. mit Drehmomentschlüsseln oder Ultraschallmessungen, können zeitaufwendig und ungenau sein. Mit der Weiterentwicklung von SMART-Technologien ist es jetzt möglich, Sensoren direkt an der Verbindung zu installieren und die Vorspannkraft aus der Ferne zu überwachen – die Daten werden dann über eine Cloud übertragen und per Smartphone oder am Computer ausgelesen. So haben Sie die volle Kontrolle über die Vorspannkraft von zum Beispiel MP-TP-Flanschverbindungen.
In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf die SMART-Lösungen der Nord-Lock Group, Superbolt Load-Sensing Tensioner (LST) und Superbolt Load-Sensing Flexnut (LSF), zur Vorspannkraftüberwachung in Schraubenverbindungen. Wir zeigen auf, wie sie dazu beitragen können, die Sicherheit, den Wirkungsgrad und die Leistung von Windkraftanlagen zu verbessern.
So funktioniert die SMARTE Vorspannkraftüberwachung
Der Superbolt LST basiert auf dem bekannten Spannelement mit Vielfachschrauben von Superbolt, bei dem um den unteren Teil des Mutternkörpers herum Dehnmessstreifen installiert werden, die seine Ausdehnung bei zu- oder abnehmender Vorspannkraft messen.
Unternehmen, die sich für die Fernüberwachung der Vorspannkraft interessieren, benötigen keine zusätzlichen Kenntnisse, um unsere Produkte zu verwenden. Die Plug-and-Play-Systeme können von einem Mitarbeiter mit Handgerät genutzt werden, um die Vorspannkraft während der Installation oder bei Wartungsprüfungen auszulesen. Die smarten Spannmuttern können nach der Montage auf der Schraubenverbindung verbleiben, um während der gesamten Lebensdauer der Anwendung Daten zu übermitteln. Über das WLAN-Netzwerk der Windenergieanlage oder über Mobilfunknetze per SIM-Karte können Vorspannkraftdaten vom Laptop oder Mobilgerät von überall auf der Welt aus überwacht werden.
Es gibt keine Einschränkungen, wo Superbolt LST installiert werden kann, und die Nord-Lock Group kann Kunden auf der ganzen Welt unterstützen – und besitzt auch die Genehmigung, Offshore-Installationen persönlich zu überwachen.
So lassen sich die von Superbolt LST/LSF erfassten Vorspannkraftdaten nutzen
Ein entscheidender Vorteil der SMART-Lösungen der Nord-Lock Group ist die Tatsache, dass sie große Datenmengen erfasst und speichert, die dann analysiert werden können, um Muster und Trends zu erkennen.
1: Fernüberwachung: Sie erhalten in von Ihnen festgelegten zeitlichen Abständen (bis zu 100 Mal pro Sekunde) Live-Updates über die Vorspannkraft. Das ist besonders hilfreich bei Windenergieanlagen, die sich an abgelegenen oder schwer zugänglichen Standorten befinden. Die Vorspannkraft lässt sich von überall in der Welt aus in Echtzeit am Bildschirm überwachen.
2: Vorausschauende Wartung: Nutzen Sie die Daten, um zu verstehen, wie sich die Vorspannkraft im Laufe der Zeit verändert. So können Sie einen möglicherweise bevorstehenden Ausfall feststellen und Ihr Wartungsteam zur vorbeugenden Wartung losschicken.
3: Warnungen und Benachrichtigungen: Richten Sie automatische Benachrichtigungen ein, die Sie erhalten, wenn die Vorspannkraft außerhalb eines zuvor festgelegten Wertebereichs liegt, damit Wartungsteams schnell handeln und Schäden vermeiden können.
4: Analysen und Aufzeichnungen: Neben Meeresspiegeldaten, Windgeschwindigkeiten und anderen Wetterbedingungen können Sie die gespeicherten Vorspannkraftdaten nutzen, um die Fehlersuche zu vergangenen Wartungsvorfällen/Wartungsergebnissen durchzuführen.
5: Forschung und Entwicklung Nutzen Sie die Daten zur Vorspannkraft und den Wetterbedingungen bei der Planung zukünftiger Windparkprojekte oder bei der Entwicklung von innovativen, neuen Windenergieanlagendesigns.
„Diese Daten können Ihnen helfen, ein besseres Verständnis dafür zu entwickeln, was in Ihren Schraubenverbindungen vor sich geht – ein Vorteil, nicht nur für die Windkraftbranche“, so Peter Clausen, Nord-Lock Group Engineer
Wo wird die Vorspannkraft überwacht
Es gibt nur wenige Einschränkungen und Superbolt LST/LSF können zur Überwachung der Vorspannkraft an den meisten Schraubenverbindungen von Windenergieanlagen verwendet werden. Sie werden meist an den Flanschverbindungen der MP-TP-Verbindung eingesetzt, da die Verschraubungen am Turm immer größeren Kräften ausgesetzt sind, aber auch an den Verbindungsstellen der Rotorblattanschlüsse, Azimutlagern, Ankerschrauben und vielen mehr ist der Einsatz der smarten Superbolt Spannmuttern möglich.
„Ganz sicher sinnvoll ist es an Rotorblattanschlüssen, wo im Laufe der Lebensdauer hohe dynamische Belastungen auftreten. Der LST ist perfekt geeignet für schwer zugängliche Bereiche, in denen Kunden hohe Wartungskosten haben“, fügt Clausen hinzu.
Generell eignet sich diese Art der IoT-basierten Fernüberwachung der Vorspannkraft für jede Branche, in der der Einsatz von Schraubenverbindungen für den Betrieb und die Sicherheit der Ausrüstung entscheidend ist. Es gibt ein enormes Potenzial in anderen Stromerzeugungsbranchen sowie in den Bereichen Öl und Gas, Bauwesen, Schieneninfrastruktur, Fertigung und Bergbau, um nur einige zu nennen.
Welche Vorteile bietet der Einsatz von Superbolt LST/LSF?
Präzise: Drehmomentprüfungen sagen Ihnen präzise, ob eine Schraube lose ist oder nicht. SMART-Lösungen liefern Ihnen genaue Vorspannkraftwerte im Bereich von ± 5 % (Superbolt LST).
Sicher: Basierend auf den Spannelementen mit Vielfachschrauben, die Superbolt ursprünglich 1984 erfunden hat, können Ihre Schraubenverbindungen mit hoher Genauigkeit angezogen werden, ohne dass spezielle Fähigkeiten oder schwere Werkzeuge erforderlich sind.
Kosteneffizient: Getreu dem Motto „Prävention spart Geld“. Superbolt LST und LSF können beispielsweise in gleichmäßigen Abständen an wichtigen Flanschverbindungen angeordnet werden und bieten Ihnen einen zuverlässigen, aktuellen Überblick über die langfristige strukturelle Integrität Ihrer Infrastruktur. Nutzen Sie diese, um effizientere Wartungspläne zu erstellen.
Skalierbar: Testen Sie die SMART-Technologien der Nord-Lock Group in Zusammenarbeit mit erfahrenen Ingenieuren und Technikern. Beweisen Sie die Machbarkeit Ihres Konzepts in einer Stichprobe Ihrer Anwendungen und skalieren Sie es dann hoch, um Ihre wichtigsten Assets abzudecken.
Profitabel: Verlängern Sie den Lebenszyklus Ihres Windparks oder anderer Anlagen durch eine zuverlässige strukturelle Überwachung.
Keine Beeinträchtigung der Konstruktion: Die meisten Überwachungs-/Messverfahren sind invasiv, aber Superbolt LST belässt die Schraubenverbindung so, wie sie ist, ohne irgendetwas zu beeinflussen oder Berechnungen zu verändern.
Einfach zu verwenden: Die SMART-Produkte der Nord-Lock Group sind im Wesentlichen Plug-and-Play-Lösungen und Sie erhalten überall auf der Welt die nötige Unterstützung, um die Installation und Überwachung auf den Weg zu bringen.
Dauerhaft: LST und LSF sind für Sie im Einsatz und unterstützen Sie somit aktiv. Die ständige Überwachung der Vorspannkräfte vermeidet die Ermüdung und den Ausfall von Schraubenverbindungen.
Fallbeispiel: Vorspannkraft-Überwachung in der Nordsee
In diesem Video spricht Peter Clausen, Ingenieur und Offshore-Spezialist der Nord-Lock Group, über das weltweite Potenzial für die Fernüberwachung der Vorspannkraft und die erfolgreiche Installation von Superbolt LST in der deutschen Nordsee:
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Einsatz von Systemen zur Fernüberwachung der Vorspannkraft die Möglichkeiten der strukturellen Instandhaltung und der Infrastrukturplanung erweitern kann. Heute unterstützen die SMART-Lösungen der Nord-Lock Group die Windkraftbranche aktiv bei der Verbesserung der Sicherheit, der Planung effizienterer Wartungsarbeiten und der Verbesserung der Gesamtleistung von Windenergieanlagen. Diese Prinzipien und unsere Erfahrung sind auf alle Branchen weltweit anwendbar.
Wenn Sie also an der Implementierung einer Fernüberwachung der Vorspannkraft interessiert sind, können Sie mehr über Superbolt Load-Sensing Tensioner und Superbolt Load-Sensing Flexnut lesen oder Sie sich noch heute an einen Ingenieur der Nord-Lock Group wenden: