Smart Ocean Technologies SOT
Motivation
Für die Betreiber maritimer Strukturen, wie Offshore-Windparks, besitzt die Wirtschaftlichkeit ihrer Anlagen höchsten Stellenwert. Der Offshore-Standort führt jedoch dazu, dass regelmäßige Instandhaltungsarbeiten aufgrund schwerer Zugänglichkeiten und harschen Bedingungen mit immensen Kosten und hohen Sicherheitsrisiken einhergehen. Eine Fernwartung könnte diese Prozesse zukünftig effizienter und sicherer machen.
Kurzbeschreibung des Projekts
In der Forschungsgruppe »Smart Ocean Technologies« beschäftigen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unterschiedlicher Disziplinen daher mit der Entwicklung einer Technologie zum Structural Health Monitoring (SHM) von maritimen Strukturen durch ein Smart Coating. Dabei steht die Vereinigung von SHM-Technologie und Korrosionsschutz im Fokus des Projektes.
Die bestehenden hohen Anforderungen an die mechanische und korrosive Beständigkeit von Korrosionsschutzbeschichtungen im Offshore-Bereich erfordern genaueste Kenntnisse über das Verhalten von in Beschichtungen integrierten Sensoren unter verschiedensten Umwelteinflüssen.
Aktueller Stand des Projekts
Das Fraunhofer IKTS besitzt fundiertes Knowhow im Bereich der Sensortechnik. Dieses wurde im Rahmen des Forschungsprojekts genutzt, um leitfähigkeitsmessende Sensoren aber auch Ultraschallsensoren zu entwickeln und sie in ihrer Geometrie so anzupassen, dass sie für besonders gefährdete Bereiche von Gründungsstrukturen in der Korrosionsschutzschicht integriert werden können. Somit sollen Fehlstellen vor allem im Bereich der Schweißnähte aber auch Risse an anderen Stellen in der Korrosionsschutzschicht und der Struktur des Monopiles frühzeitig detektiert und entsprechend repariert werden.
Das Fraunhofer IGP deckt die erforderlichen Kompetenzen im Bereich Korrosionsschutz durch Beschichtungssysteme ab und entwickelte im Rahmen des Projektes eine Integrationslösung für die Sensortechnik in das Smart Coating. In Vorversuchen wurden Proben mit den jeweils verschiedenen in die Beschichtung integrierten Sensortypen mit definierten mechanischen Beschädigungen versehen. Die anschließende künstliche Bewitterung im Salzsprühnebel und auch die Probenauslagerung im natürlichen Gewässer lassen Rückschlüsse auf die Haltbarkeit der Beschichtungssysteme auf unterschiedlichen Sensormaterialien und die Auswahl einer geeigneten Geometrie zu. Durch die fortschreitende Korrosion nahe der Sensoren sollen außerdem die eingebrachten Fehlstellen detektiert werden.
Unterstützt wird das Forschungsprojekt zudem durch das Fraunhofer IOSB, welches eine Auslesetechnologie der generierten Daten mit Hilfe eines ROV entwickelt hat.
Nächste Schritte im Projekt
Um abschließend die Entwicklungsarbeit und Vorversuche aller Partner im Forschungsprojekt Smart Coatings zusammenzubringen, wird eine Manschette bestehend aus Ultraschallsensoren an einem Stahlrohr in das Beschichtungssystem bzw. Coating integriert. Dieser Demonstrator soll in einem natürlichen Gewässer ausgelagert werden, um Langzeitmessungen vornehmen zu können. Das Projekt zeigt, dass ein Smart Coating das Monitoring von Offshore-Strukturen zukünftig wirtschaftlicher und sicherer machen und die Digitalisierungspotentiale der maritimen Industrie nutzen kann.