Bei Steelwind in Nordenham entstehen riesige Stahl- Fundamente für Windkraftanlagen auf See. Wir von tbd erledigen die Qualitätssicherung, prüfen aufwändig die Güte der Schweißnähte – und unterstützen so das Gelingen der Energiewende. Ein Einblick. 

Wir sind dabei, wo Großes entsteht und man selbst sich klein fühlen kann – als zuverlässiger Partner, wenn es darum geht, die Energiewende voranzubringen.  Zum Beispiel, indem unsere speziell ausgebildeten Werkstoffprüfer die Güte von Schweißnähten riesiger Monopiles für Offshore-Windkraftanlagen prüfen.  

Bis zu 120 Meter lang und bis zu 2400 Tonnen schwer sind die kreisrunden Stahlkolosse, die seit 2014 bei Steelwind in Nordenham entstehen – und theoretisch könnten zwei große Lastwagen übereinandergestapelt hindurchrollen: Es sind stählerne Fundamente, die riesige Türme sowie Maschinenhäuser samt Rotorblättern auf See tragen – in Wassertiefen von bis zu 60 Metern.  

Um die herstellen zu können, landen in Nordenham immense Stahlplatten, die im größten Walzwerk für Grobbleche Europas entstehen – in Dillingen im Saarland. Steelwind ist eine 100-prozentige Tochter der Dillinger Gruppe.  

Die dicken Stahlbleche für die Kolosse werden in einer riesigen Produktionshalle in Fließfertigung in Form gebracht und in haushohen Anlagen sorgsam zu riesigen Ringen verschweißt. Schließlich sollen die Kolosse mit einem Durchmesser von bis zu zehneinhalb Metern lange halten. Sie müssen dabei zugleich auch für Jahrzehnte den enormen Kräften sicher trotzen, die gerade bei Sturm und rauer See wirken, wenn Böen zerren und drücken, Wellen peitschen. Die Ringe werden untereinander wiederum miteinander verschweißt – bis alle notwendigen Segmente verbunden sind. 

Wo sind Fehlstellen, Macken, Risse? 

Und da kommen wir von tbd ins Spiel: Wir prüfen in und an den Riesenrohr-Gebilden rund um die Uhr akribisch, wie gut die Schweißnähte sind. Gibt es Fehlstellen, Ungänzen, haben sich Schlackereste in die Naht verirrt? Gibt es anderweitig Macken, Kerben, Risse? Denn nichts davon darf es geben. Schließlich sollen die Kolosse einwandfrei und langlebig sein, die schweren Türme, Turbinen und Rotoren dauerhaft sicher tragen können.  

Etwa 15 Kollegen von uns um Projektleiter Ralf Götze sind dafür permanent in der Fabrik in Nordenham im Einsatz, um insbesondere mithilfe von TOFD-Ultraschall-Prüfverfahren (siehe „Was ist?“-Kasten) die Nähte der riesigen Schweißmaschinen auf ihre Güte zu untersuchen. Die Prüfer schieben die Ultraschall-Scanner über die Nähte – teils innerhalb der Riesenröhren, teils von außen – und können dank Ihrer speziellen Qualifizierungen und ihrer Erfahrung  mögliche Fehlstellen im aufgezeichneten Wellenbild punktgenau erkennen. Das wird live während der Prüfung auf den Monitor eines Prüfgeräts übertragen.  

Mehrstufige Prüfverfahren 

„Um so sorgfältig wie möglich zu prüfen, nutzen wir gleich mehrere Verfahren“, sagt Ralf Götze. „Jede einzelne Schweißnaht wird zunächst einer Sichtprüfung – im Fachjargon auch Visual Testing oder kurz VT genannt, unterzogen. Das heißt, unsere Kollegen sehen sich mithilfe einer Taschenlampe jede Naht von außen an und prüfen die Form: Ist sie eventuell überhöht? Gibt es Kerben oder offene Poren? Denn das kann schon Hinweise auf Fehlstellen geben – und offene Poren etwa sind auch beschichtungsrelevant, weil darauf Beschichtungen und Lack nicht im erwünschten Maß halten.“ 

Doch damit nicht genug: Auch Risse darf es an und in den Schweißnähten nicht geben. Denen spüren unsere Experten nach mithilfe von Magnetpulver-Prüfungen (Magnetic Particle Testing, kurz: MT), wo sie mithilfe fluoreszierender Suspensionen unter UV-Licht sicherstellen, dass sich auch keine hauchfeinen, fürs bloße Auge nicht erkennbaren Risse gebildet haben. Zusätzlich kann in bestimmten Fällen auch noch die Eindringprüfung zum Einsatz kommen, wo die Prüfer mithilfe von Farbpigmenten auf die Riss-Suche gehen.  

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Herausfordernde Qualitätssicherung 

Das ist als Aufgabe ein kleiner Wimpernschlag beim Bau der riesigen Kolosse – aber ein ganz entscheidender Schritt, denn ohne diese Qualitätssicherung und eine erfolgreich bestandene Prüfung verlässt kein Fundament die Fabrik. „Die Herausforderung für uns ist, jedes Bauteil aufs Gründlichste zu prüfen, die Qualität zu sichern, dabei zeitgleich aber auch einen reibungslosen Ablauf in der Fertigung zu ermöglichen“, sagt Ralf Götze. „Gucken, oder einen Handjoch-Magnet halten, kann jeder. Aber die Prüfgeräte exakt und richtig einsetzen, Ergebnisse präzise auswerten, mögliche Fehlstellen punktgenau erkennen,  Einsätze sauber mit der Produktion abstimmen, zur richtigen Zeit am richtigen Ort sein, mit viel Einsatz und Motivation tolle Arbeit leisten: Das macht unsere Aufgaben ebenso verantwortungsvoll wie spannend.“ 

Großes Entwicklungspotenzial 

Aktuell werden in den riesigen Fertigungshallen bei Steelwind direkt an der Wesermündung unter anderem 76 Monopiles, also Einbein-Fundamente, für den Windpark „Baltic Power“ gefertigt, der 23 Kilometer vor der polnischen Küste entsteht. Die Vestas-Anlagen, die darauf montiert werden, haben eine Leistung von je 15 Megawatt. Insgesamt haben die Windkraftanlagen, deren Fundamente in den Festlandsockeln vor der Küste in deutschen Gewässern stecken, im August 2024 die Gesamt-Leistung von 9000 Megawatt (MW) überschritten. Das ist in etwa so viel wie die durchschnittliche Leistung von sechs Atomkraftwerken und reicht, um gut fünf Prozent des deutschen Strombedarfs zu decken – und das ist zugleich ungefähr ein Fünftel der gesamten in Deutschland erzeugten Windstrom-Menge. Bis Ende 2025 sollen Anlagen mit einer Gesamtleistung von 12.000 MW vor der deutschen Küste installiert sein, und der Bedarf wächst: Die Bundesregierung plant bis 2030 Offshore-Windkraftanlagen mit einer Leistung von 30.000 MW. 

Was ist TOFD? 

TOFD steht als Abkürzung für „Time of Flight Diffraction“, wird auf Deutsch auch „Beugungslaufzeittechnik“ genannt. Dabei wird ein mit zwei Ultraschall-Sensoren bestückter Scanner zum Beispiel über eine Schweißnaht geschoben, wobei einer der Sensoren Ultraschallwellen quer zur Schweißnaht ins Bauteil schickt. An möglichen Fehlstellen werden die Strahlen gebeugt und abgelenkt, bevor sie den Empfänger-Sensor erreichen. So kann man die Fehlstellen allerdings ausfindig machen und orten. Auf diese Weise ist TOFD eine der wenigen Prüftechniken, die es ermöglicht, Risse, Schmelzfehler und andere Fehlstellen in einer Schweißkonstruktion in ihrer ganzen Ausdehnung genau zu erkennen, mit Länge, Tiefe und Höhe zu beschreiben und bemessen.