Abstract No.:	7844
Scheduled at:	Tuesday, September 12, 2023, Brüssel 3:00 PM Aktuelles aus Forschung und Technik
Title:	Zerstörungsfreie Bewertung der Härte an Wärmeeinflusszonen von Schweißnähten unterhalb der Wasserlinie - IGF-Nr. 21.504 N
Authors:	Niklas Steinbrecher* / Institut für Werkstoffkunde, Deutschland Hans Jürgen Maier / Leibniz Universität Hannover, Institut für Werkstoffkunde, Deutschland Sebastian Barton/ Leibniz Universität Hannover, Institut für Werkstoffkunde, Deutschland
Abstract:	Im Rahmen der beschlossenen Energiewende will Deutschland bis zum Jahr 2045 weitestgehend treibhausgasneutral werden. Um dieses Ziel zu erreichen, soll unter anderem die installierte Leistung der Offshore-Windenergie-Anlagen mehr als verdoppelt werden. Um eine möglichst lange Laufzeit und damit einen nachhaltigen Betrieb dieser Anlagen zu gewährleisten müssen diese im Falle einer Schädigung repariert werden. Durch die steigende Anzahl an Anlagen und längere Laufzeiten wird die Nachfrage an Reparatur-/ Wartungsdienstleistungen in der Zukunft stark ansteigen. Reparaturen unterhalb der Wasserlinie können mittels des Elektrodenhandschweißens erfolgen, jedoch kommt es durch den höheren Wärmeübergangskoeffizienten von Wasser zu einer rapiden Abkühlung und somit zu einer Aufhärtung der Wärmeeinflusszone (WEZ). Diese Aufhärtung wirkt sich negativ auf die Festigkeit der Schweißverbindung aus, sodass in nationalen und internationalen Regelwerken Grenz- oder Richtwerte für die Härte in der WEZ festgelegt sind. Momentan gibt es keine Möglichkeit, die Härte der WEZ zerstörungsfrei zu ermitteln. Um Reparaturen und Wartungsarbeiten nachträglich qualifizieren zu können, bedarf es somit einer Technologie zur Bestimmung der Härte der Wärmeeinflusszone. In diesem Beitrag wird ein Konzept zur elektromagnetischen Härteprüfung für die WEZ von Unterwasser-Schweißnähten vorgestellt. Hierfür wurden an die Prüfaufgabe angepasste Sensoren auf Basis der Harmonischen Analyse von Wirbelstromsignalen entworfen, gefertigt und in Betrieb genommen. Diese Sensoren sind robust gestaltet und geeignet von einem Taucher eingesetzt zu werden. Zur Kalibrierung der Sensoren wurden Proben mit unterschiedlichen Härten gefertigt und metallographisch sowie mittels Härteprüfungen charakterisiert. Durch die Korrelation der Probeneigenschaften mit den Messwerten der Prüftechnik konnten Berechnungsmodelle auf Basis des künstlichen Intelligenz Algorithmus K-Nearest-Neighbor (KNN) zur Bewertung der Härte an der Wärmeeinflusszone aufgestellt werden. Diese Modelle sind geeignet aus den zerstörungsfrei ermittelten Messwerten die Härte zu berechnen und dabei auch bspw. eine falsche Sensorführung durch den Prüfer zu erkennen. Eine erfolgreiche Validierung der Prüftechnik unter Wasser wurde mithilfe von Industrietauchern durchgeführt.

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