Graebener beliefert die Haizea Wind Group mit innovativer Frästechnologie für die Schweißnahtvorbereitung der neuen Monopile-Fertigung. Mit der Erweiterung am Fertigungsstandort in Bilbao mache Haizea den Hafen zu einem wichtigen Standort für den Bau von Offshore-Windtürmen und deren Gründungsstrukturen (Monopiles) in Südeuropa.
Von Beginn an arbeite die 2017 gegründete Haizea Wind Group (Haizea) mit den Anlagen des Unternehmens Graebener. Für Haizeas Windturmfertigung in Bilbao habe Graebener bereits 2018 eine 55kW-Längsnahtfräsmaschine und zwei 55kW-Rundnahtfräsmaschinen geliefert. Nun steige Haizea in den Monopilemarkt ein und setze erneut auf zwei weitere Fräsanlagen zur Schweißnahtvorbereitung des Siegener Sondermaschinenbauers – dieses Mal mit einer neu entwickelten Rohrdrehvorrichtung zum Drehen und Positionieren von zylindrischen und konischen Rohren, mit der diese über der Längsnahtfräse zur Nahtbearbeitung ausgerichtet werden können. Das Rohrgewicht kann nach Presseinformationen bis 125t betragen.
Haizea sei ein Global Player der On- und Offshore-Industrie. Seit 2018 fertige das Unternehmen im Hafen von Bilbao riesige Windtürme. Mit dem Einstieg in die Monopilefertigung erweitere das Unternehmen diesen Standort um ein weiteres Hallensegment. Bereits im zweiten Quartal dieses Jahres soll die Produktion beginnen, so Unternehmensaussagen.
Graebener lieferte dafür eine 55kW-Längsnahtfräsmaschine inklusive innovativer Rohrdrehvorrichtung, die auch für das Drehen und Positionieren von Konen geeignet sei. Zum Lieferumfang gehöre zudem eine 55kW-Rundnahtfräsmaschine mit speziellem Höhenadapter und einem Untersatz, der es ermögliche, die Rundnahtfräse mittels eines selbst angetriebenem Niederflurförderfahrzeug (SPMT) schnell an den zu bearbeitenden Rundnähten der Monopile-Sektionen zu positionieren und auszurichten. Mit den Anlagen werden die Verbindungsnähte der riesigen Konen und Zylinder, aus denen die Monopiles zusammengesetzt sind, für den UP-Schweißprozess vorbereitet.
Monopiles wiederum sind Fundamente für Offshore-Windparks – große Stahlsäulen mit Wandstärken bis 150mm, Durchmessern bis 15m, Längen bis 100m und Stückgewichten bis zu 2.500t.
Optimale Voraussetzungen für eine wirtschaftliche Schweißnahtvorbereitung bei großen Wandstärken
Monopiles bestehen aus einer Vielzahl von miteinander verschweißten Stahlringen (Rohrschüsse). Aufgrund ihrer riesigen Durchmesser von bis zu 15m werden die Schüsse wiederum aus mehreren Einzelblechen zusammengesetzt. Diese Fertigungsweise führe dazu, dass sowohl Längs- als auch Rundnähte entstehen: Längsnähte bei der Herstellung der Schüsse, Rundnähte beim Aneinanderfügen der Schüsse. Bevor die Einzelteile zusammengeschweißt werden können, müssen an ihren Kanten sowohl innen als auch außen präzise Fasen angebracht werden. Je präziser die Fasen, desto belastbarer seien später die Schweißnähte und damit das komplette Monopile.
Mit den Graebener Nahtfräsverfahren erhalte man zum einen eine gleichmäßige Fugenbreite und -tiefe über den gesamten Rohrumfang hinweg. Zum anderen ermöglichen die sauber gefrästen Fugen laut Pressemeldung eine unkomplizierte Sichtprüfung der Schweißnahtinnenwurzel ohne vorheriges Reinigen, so dass die Qualität der Innenschweißnaht direkt visuell erfolgen kann. Hierdurch können Schweißnahtfehler auf 0% reduziert werden. Zu guter Letzt sei die maschinelle Nahvorbereitung eine notwendige Voraussetzung für einen automatischen Mehrdraht-UP-Schweißprozess, da der Nahterkennungssensor saubere Fugenkanten benötige.
„Ein weiterer Vorteil der Graebener Nahtfräsmaschinen liege in Kosteneinsparungen von mindestens 62 Prozent gegenüber herkömmlichen Verfahren, wie Kohlestabfugen oder Schleifen. Der Grund dafür liege in der Geometrie der gefrästen Nahtvorbereitung: Die sehr viel geringere Fugenbreite – eine gefräste Fuge hat einen Öffnungswinkel von 16°, eine herkömmliche Fuge dagegen ca. 60° – führt dazu, dass weniger Wärmeeinbringung erfolgt, weniger Schweißgut verwendet werden muss, Energie eingespart und die Schweißzeit erheblich reduziert wird. Zudem ist das mechanische Fräsen mit bis zu 1,2m/Minute um ein Zehnfaches schneller als herkömmliche Prozesse“, so Graebener.
Handling von Konen mit großen Durchmessern
Mit den Rund- und Längsnahtfräsmaschinen des Unternehmens können große Rohrdurchmesser mit sehr großen Materialdicken bearbeitet werden. Eine Besonderheit sei die integrierte Rohrdrehvorrichtung, mit der auch konische Rohrschüsse sicher ohne Kranhandling und ohne Seitendrift positioniert werden können. Auf einer Fräsmaschine müsse jede Längsnaht eines Rohrschusses (je nach Durchmesser bis zu drei Stück) zur Bearbeitung in eine exakte 6-Uhr-Fräsposition gedreht werden. Üblicherweise erfolgt dies mit Hilfe von Kränen. Eine integrierte Vorrichtung jedoch erleichtere die Positionierung der Rohrschüsse, so dass der Drehprozess mit erheblicher Zeitersparnis durchgeführt werden könne. Mit der Drehvorrichtung würden die zylindrischen und konischen Schüsse sicher angehoben, gedreht und definiert abgesenkt – selbst Schüsse mit sehr großen Durchmessern, Konenwinkeln bis zu 6° und einem Stückgewicht bis zu 150t.
Da das Drehen konischer Rohrschüsse geometrisch bedingt eine Drift in Rohrlängsrichtung auslöse, habe Graebener spezielle Walzen entwickelt. Diese drehen den Rohrschuss und lassen die Längsdrift gar nicht erst entstehen. Mittels elektromotorischer Servoantriebe würden die Walzen so positioniert, dass die konischen Rohrschüsse nur auf dem größten und kleinsten Rohrdurchmesser auf der Mantellinie abrollen. Die Drehgeschwindigkeiten passe sich automatisch an, um eine Drift in Rohrlängsrichtung zu verhindern.
Ein spezieller Höhenadapter ermögliche es, auf der Rundnahtfräse sehr unterschiedlich große Rohrdurchmesser zu bearbeiten. Um Sektionen aus zylindrischen und konischen Schüssen zusammensetzen zu können, müssen sie auf einer konstanten horizontalen Mittellinie positioniert werden. Somit entstehen durch die unterschiedlichen Durchmesser der Konen unterschiedliche Arbeitshöhen für die Rundnahtfräse. Mit einem eigens dafür entwickelten Adapter könne die Fräse in zwei unterschiedlichen Höhen an den Rohrsektionen platziert werden. Ein darunter platzierter Untersatz erlaube das Verfahren der Fräsmaschine inklusive Adapter mittels Flurförderfahrzeug.