Widerstandsfähige Beschichtungssysteme für Offshore-Rotorblätter

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Pressemeldung der Firma HPF The Mineral Engineers - A Division of Quarzwerke Group
Miniatur-Simulator mit GFK-Prüfstab


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Auf einen Blick:

Mineralische Füllstoffe verbessern die Widerstandsfähigkeit von Rotorblattbeschichtungen gegen Regenerosion deutlich

Die gezielte Oberflächenbehandlung der Hochleistungsfüllstoffe steigert die Beständigkeit nochmals

Kostenersparnis durch größere Wartungsintervalle

Extreme Bedingungen für Windkraftanlagen

Im Offshore-Bereich sollen Rotorblätter für Windkraftanlagen 20 Jahre Betriebsdauer ohne Beeinträchtigung überstehen. Extreme Umwelteinflüsse wie Schnee, Hagel, Regen, salziges Meerwasser, Hitze und UV-Strahlung beanspruchen die riesigen Flügel. Auf die Blattspitzen wirken Windgeschwindigkeiten von bis zu 500 km/h ein. Daher ist dieser Bereich eine besondere Schwachstelle des Rotorblattes, da die Beschichtung an dieser Stelle besonders stark durch Regenerosion abgetragen wird, so dass sich die Aerodynamik an der Blattoberfläche ändert und die Leistung abnehmen kann.

Regen beschädigt Rotoren

Bei der Regenerosion spielt die Aufprallgeschwindigkeit und die Größe der Regentropfen eine große Rolle. Die zur Quarzwerke Gruppe gehörende Division HPF The Mineral Engineers hat in Anlehnung an reale Bedingungen in einem Miniatur-Simulator Regen-Erosionstests durchgeführt. Glasfaser-verstärkte Kunststoff-Prüflinge (GFK) wurden mit einer horizontalen Umdrehungs-Geschwindigkeit von 10.000 U/min in der Zentrifuge um ihre eigene Achse gedreht. Dies entspricht bei einem 22 cm langen Stab einer Geschwindigkeit der Stabenden von 414 km/h. Gleichzeitig fand eine von oben kommende vertikale Belastung mit einem kontinuierlichen 3 mm breiten Wasserstrahl statt, um Regen zu simulieren. Das Ziel der Tests war es herauszufinden, ob der Einsatz spezieller mineralischer Hochleistungsfüllstoffe zur Langlebigkeit von Rotorblatt-Beschichtungen beitragen kann. Die Auswertung der Schadensbilder, die an den verschieden beschichteten Prüfstäben nach unterschiedlich langen Rotationszeiten in der Simulationskammer auftraten, kann sich sehen lassen: Diese zeigen anschaulich, wie abhängig die Beständigkeit der Beschichtung gegenüber Regenerosion vom eingesetzten Füllstoff ist.

Erhöhte Lebensdauer von Beschichtungssystemen für Rotorblätter

Die in der Startformulierung enthaltenen Füllstoffe Talkum und Bariumsulfat dienten im Porenfüller als Referenzfüllstoffe. Sie wurden in den Tests erfolgreich durch die Quarzmehle SIKRON® und SILBOND® sowie durch TREMIN® Wollastonit und MICROSPAR® Feldspat ersetzt. Alle getesteten Alternativen verbesserten im Vergleich zu den Referenzfüllstoffen die Beständigkeit der Prüfstäbe gegen aufprallende Regentropen deutlich. Mit MICROSPAR® Feldspat wurde die beste Widerstandsfähigkeit erreicht. Es zeigte sich, dass eine gezielte Oberflächenbehandlung der funktionellen Füllstoffe die Beständigkeit weiter erhöhte.

Fazit: Mit verschiedenen Hochleistungsfüllstoffen ist es gelungen, widerstandsfähige Beschichtungen gegen Regenerosion zu entwickeln.



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Dateianlagen:
    • Miniatur-Simulator mit GFK-Prüfstab
    • Im Offshore-Bereich sollen Rotorblätter für Windkraftanlagen 20 Jahre Betriebsdauer ohne Beeinträchtigung überstehen. Regenerosion setzt der Beschichtung von Rotorblättern stark zu.
Kompetenz in Füllstoffen Die Quarzwerke Gruppe ist ein international tätiges unabhängiges Familienunternehmen mit mehr als 135-jähriger Tradition und einer bedeutenden Marktstellung auf dem Gebiet der Gewinnung, Aufbereitung und Veredelung von Industriemineralien, hauptsächlich aus eigenen Lagerstätten. Mehr als 35 Produktionsstätten befinden sich in Mittel- und Osteuropa. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Frechen ist in sechs Divisionen gegliedert und beschäftigt derzeit ca. 3.500 Mitarbeiter weltweit. Hidden Inside - Performance Outside Die Division HPF The Mineral Engineers entwickelt und vertreibt seit Jahren weltweit Hochleistungsfüllstoffe und Additive für Polymersysteme auf Basis natürlich vorkommender und synthetischer Minerale. Das Produktportfolio basiert auf unterschiedlichen Mineralen mit verschiedenen Kornformen. Mineralmischungen und optimierte Korngrößenverteilungen für höhere Füllgrade sind verfügbar. Die langjährige Erfahrung im Bereich der Silanisierung von Füllstoffen ermöglicht auf das Kundensystem abgestimmte Lösungen.


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