Grout-WATCH
Offizieller Projektname: „Untersuchung des Tragverhaltens von Offshore-Grout-Verbindungen unter Wasser an Tragstrukturen mit dynamischen Wechselwirkungen“
Laufzeit: 01.03.2020 - 31.12.2023
Geschäftsfeld: Windenergie-Anlagen
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Das Teilprojekt von Wölfel im Rahmen von "Grout-WATCH" zielte darauf ab, Methoden und Algorithmen für die Signalanalyse zu entwickeln, um den Degradationszustand von Groutverbindungen in Offshoreanwendungen zu bewerten und die Restlebensdauer vorherzusagen. Durch die Kombination von Sensorik und fortschrittlichen Analysetechniken soll die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Offshore-Strukturen verbessert werden.
Projektziel und Projektbeschreibung
Das Projekt "Grout-WATCH" hatte das Ziel, den Schädigungsprozess von Groutverbindungen für Offshoreanwendungen zu bewerten. Im Rahmen dieses Gesamtvorhabens konzentrierte sich das Teilprojekt „Lifetime-Monitor-Grout“ von Wölfel auf die Signalanalyse eines zukünftigen Monitoringsystems. Dabei wurden Methoden und Algorithmen entwickelt, um den Degradationszustand von Groutverbindungen zu bewerten und die Restlebensdauer vorherzusagen. Die Analyse basiert auf Daten von neuen oder herkömmlichen Sensoren, die mit fortschrittlichen Analysetechniken interpretiert werden. Durch eine Kombination von Sensorik und automatisierter Signalanalyse soll die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Offshore-Strukturen verbessert werden. Das Teilprojekt von Wölfel arbeitete eng mit den Projektpartnern zusammen, um auf Basis von klein-, mittel- und großskaligen Versuchen sowie Daten aus einem Windpark die Signalanalyse zur Bewertung von Groutfugen zu entwickeln. Die Ergebnisse sollen in Normen und Vorschriften für Offshore-Strukturen einfließen und einen breiten Einsatz sowie eine Standardisierung ermöglichen.
Das Teilprojekt von Wölfel im Rahmen von "Grout-WATCH" konzentrierte sich auf die Signalanalyse eines zukünftigen Monitoringsystems für Groutverbindungen in Offshoreanwendungen. Dabei werden sowohl neue als auch herkömmliche Sensoren eingesetzt, deren Daten mit fortschrittlichen Analysetechniken interpretiert werden. Ziel ist es, den Degradationszustand von Groutverbindungen zu bewerten und die Restlebensdauer vorherzusagen.
Durch kontinuierliches Monitoring der Groutverbindungen werden Daten über das mechanische Verhalten und die dynamische Strukturantwort der Strukturen gesammelt. Aus den Messdaten können Lasten und Ermüdungsbeanspruchungen rekonstruiert werden. Änderungen in diesen Daten können auch auf Schädigungen oder andere Einflüsse zurückzuführen sein. Das Ziel ist es, Schadereignisse zu erkennen und von anderen Veränderungen zu unterscheiden, um eine sichere automatisierte Bewertung des Degradationszustands zu ermöglichen.
Die entwickelten Methoden und Algorithmen sollen sowohl für neue Groutverbindungen als auch für bestehende Anlagen mit herkömmlicher Sensorik eingesetzt werden. Durch die verbesserte Informationsbeschaffung und die Vorhersage des Degradationszustands können Wartungs- und Reparaturmaßnahmen zustands- und vorhersagegesteuert geplant werden. Dies trägt zu einer erhöhten Sicherheit, einer präzisen Lagebilderfassung und einer verbesserten betrieblichen Wirtschaftlichkeit von Offshore-Strukturen bei.
Das Teilprojekt von Wölfel arbeitete eng mit den Projektpartnern zusammen, um die Sensorik, die Signalanalyse und weitere Algorithmen zu integrieren. In Zusammenarbeit mit WindMW wurde das entwickelte Tool für die Signalanalyse in der Praxis getestet und validiert. Die gewonnenen Erkenntnisse und Forschungsergebnisse sollen in Normen und Vorschriften für Offshore-Strukturen einfließen, um einen breiten Einsatz und eine Standardisierung zu ermöglichen.
Projektergebnisse
Die neuen Sensoren von MIOPAS zur Schadensdetektion im Grout erwiesen sich im Projekt sowohl in den Laborversuchen als auch im Großversuch als wichtige Informationsquelle für den Erkenntnisgewinn zum Schädigungsprozess im Grout. Die Experimente zeigten jedoch auch, dass das Sensorsystem in dieser Form für eine Installation unter Offshore-Bedingungen nicht geeignet ist. Dehnungsmessungen außen am Transition Piece zeigten in den Versuchen eine gute Korrelation zur Schädigungsentwicklung im Grout. Dies kann in zukünftigen Monitoringkonzepten berücksichtigt werden, auch wenn der Installationsaufwand kritisch abgewogen werden muss.
Das gewonnene Know-how zur Lastrekonstruktion ermöglicht eine Reduktion der für ein windparkübergreifendes Fundamentmonitoring notwendigen Sensoranzahl. Zusammen mit der im Projekt entwickelten Schadenserkennung für Groutfugen liefern die Projektergebnisse einen Mehrwert für zukünftige Konzepte zur Überwachung von Offshore-Fundamenten mit Groutverbindungen.
Projektpartner
Leibniz Universität Hannover, Institut für Baustoffe, IfB
Leibniz Universität Hannover, Institut für Stahlbau, IfS
Leibniz Universität Hannover, Institut für Statik und Dynamik, ISD
Fraunhofer Institut für Windenergiesysteme, IWES
WindMW Service GmbH
MIOPAS GmbH
Wölfel Engineering GmbH + Co. KG
Assoziierte Partner
PAGEL Spezial-Beton GmbH + Co. KG
TenneT TSO GmbH
Förderung
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) im Rahmen des "Maritimen Forschungsprogramms"
Projektträger: Jülich, Fachbereich Maritime Technologien
Kontaktieren Sie mich gerne persönlich
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Sie haben Fragen? Als Projektleiter bei Wölfel für dieses Projekt stehe ich Ihnen für Anfragen rund um dieses Forschungsvorhaben zur Verfügung.
Dr. rer. nat. Andreas Nuber
+49 931 49708-365
nuber@woelfel.de
Studium der Physik an den Universitäten:
Würzburg
Rutgers, The State University of New Jersey
Vordiplom (2003), Uni Würzburg
Master of Science (2005), Rutgers
Dr. rer. nat. (2011), Uni Würzburg
Beirat des Testzentrum Tragstrukturen Hannover
Fachgruppenleitung Maritime Mess- & Umwelttechnik in der Gesellschaf
„Damit das Mögliche entsteht, muss immer wieder das Unmögliche versucht werden.“ (Hermann Hesse)
Immer wieder neue spannende Forschungsprojekte mit hervorragenden Teams bei tollem Arbeitsklima.