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Teilvorhaben: Untersuchungen zur Schweißnahtsensorik und Aufbau eines intelligenten Prozesskontrollsystems

Das Projekt "Teilvorhaben: Untersuchungen zur Schweißnahtsensorik und Aufbau eines intelligenten Prozesskontrollsystems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dr. Mergenthaler GmbH & Co. KG durchgeführt. Wir erforschen eine spezielle Sensorik zur Regelung und Überwachung des Schweißprozesses an metallischen Verbundwerkstoffen. Dabei wird mit einer Optik das bei der Schweißung vom Material emittierte Licht gesammelt und über eine Glasfaser einer Auswerteeinheit zugeführt. Da der Schweißprozess hochdynamisch verläuft, werden wir eine Sensorik erstellen, die eine Zugriffszeit von nur 67Mikro s hat. Eine weitere Besonderheit ist, dass nicht nur der direkte Bereich des Auftreffens des Laserstrahls für die Auswertung herangezogen wird, sondern über einen zweiten Messkanal das Umfeld um den Bereich des Auftreffens des Laserstrahls beobachtet wird. So kann zum Beispiel eine Verfahreinheit dieses Signal nutzen, damit der Laserstrahl mit optimaler Geschwindigkeit über das Werkstück bewegt wird. Es wird zudem untersucht, inwiefern durch örtliche und zeitliche Modulation des Laserstrahls eine Verbesserung der Schweißqualität erreicht werden kann. Die Regeleinheit soll dafür entsprechende Signale an das Lasersystem bereitstellen. Es wird untersucht, inwiefern die Modulation das Regelergebnis beeinflusst. AP1 beinhaltet die Erforschung und Bereitstellung eines mehrkanaligen Messsystems zur Unterstützung der Inbetriebnahme der Schweißanlage. Im AP2 wird die Sensorik modifiziert und der Prozess geregelt. Im AP3 wird mittels der Erkenntnisse aus AP2 ein Kompaktsystem erarbeitet. In AP4 wird das Gesamtsystem getestet, optimiert und der Einfluss auf die Qualität der Schweißung untersucht.

Vorhaben: Marine Systemerprobung

Das Projekt "Vorhaben: Marine Systemerprobung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BALTIC Taucherei-und Bergungsbetrieb Rostock GmbH durchgeführt. Nachweis der Standsicherheit von Gründungsstrukturen von Offshore-Wind-Anlagen im Rahmen von Wiederkehrenden Prüfungen im Unterwasserbereich. Dafür soll eine neuartige Technologie entwickelt und unterrealen Einsatzbedingungen erprobt werden. bei dieser Technologie handelt es sich um eine System zur halbautomatischen Schweißnahtprüfung. 1. Mitarbeit bei Planung und Vorbereitung der Aufgabenstellungen des Vorhabens für die einzelnen Projektpartner. 2. Mitarbeit bei der Planung und Herstellung von Probanden für die Schweißnahtprüfung. 3. Fehlersuche in Schweißnähten mit dem Prototyp der Messtechnik an Probanden unter Laborbedingungen. 4. Fehlersuche in Schweißnähten mit dem Prototyp der Messtechnik an Probanden im Unterwasserbereich - Nearshore. 5. Fehlersuche in Schweißnähten mit dem Prototyp der Messtechnik an realen Strukturen im Unterwasserbereich - Offshore.

Vorhaben: Boden-Struktur-Wechselwirkungen an Offshore-Gründungen

Das Projekt "Vorhaben: Boden-Struktur-Wechselwirkungen an Offshore-Gründungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) - Institutsteil Kassel durchgeführt. Im Forschungsprojekt sollen zur Überwachung der globalen Standfestigkeit von Windenergieanlagen und zur Überprüfung der lokalen Schweißnähte Lösungen entwickelt werden. Die zu entwickelnden Überwachungs- und Messsysteme und ihre Sensorik werden im Rahmen dieses Teilprojekts auf ihre Anwendbarkeit hin untersucht. Insbesondere werden Teststrukturen hergestellt sowie Prüf- und Auswertungsverfahren zur Anwendung gebracht und durch geeignete Simulationsverfahren ergänzt. Die Versuche dienen schließlich der Validierung der neu zu entwickelnden Prüftechnologie zur lokalen und globalen Schadenserkennung unter Wasser an OWEA-Tragstrukturen. Das Fraunhofer IWES koordiniert das Teilprojekt Boden-Struktur-Interaktionen und führt großmaßstäbliche Versuche an einer zyklisch und dynamisch beanspruchten Teststruktur (Monopile) zur Erfassung von Boden-Struktur-Interaktionen durch. Begleitende numerische FE-Simulationen und Auslagerungsversuche von weiteren Testplatten im Meer zur Erzeugung von organischem Bewuchs für Praxistauglichkeitstests komplettieren das IWES Teilvorhaben.

Vorhaben: Systementwicklung für die Überwachung von Gründungsstrukturen

Das Projekt "Vorhaben: Systementwicklung für die Überwachung von Gründungsstrukturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren, Insitutsteil Dresden durchgeführt. Das Fraunhofer IZFP Dresden koordiniert in diesem Verbundprojekt das Einzelprojekt der Systementwicklung. Das zu entwickelnde Messsystem basiert auf fokussierten Ultraschallwellen zur Detektion von Rissen und anderen Fügefehlern in Schweißnähten. Ausgehend von einer Simulationen der Ausbreitung von Ultraschallwellen in anwendernahen Strukturen wird die Sensitivitäten durch eine geschickte Auswahl von Parametern wie Sendefrequenz und Sensorposition bestimmt. Basierend darauf werden Experimente im Labormaßstab an großflächigen Plattenstrukturen und im Technikumsmaßstab an realen Gründungsstrukturen durchgeführt. Zusätzlich zu den Ultraschallmessungen werden magnetische Verfahren wie Streuflussmesstechnik und Wirbelstromarrays bezüglich Ihrer Sensitivität getestet, um daraus gegebenenfalls einen Kombisensor zu entwickeln. Abschließend findet ein Test in mariner Umgebung statt, der die Eignung des Verfahrens und realen Bedingungen nachweisen soll. Augenmerk liegt bei dieser Anwendung insbesondere auf der Praxistauglichkeit des entwickelten Messsystems, welches den rauen Bedingungen im marinen Bereich angepasst sein muss.

Vorhaben: Referenzobjekte und Ermüdungsversuche für Schweißnahtrisse

Das Projekt "Vorhaben: Referenzobjekte und Ermüdungsversuche für Schweißnahtrisse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt SLV Mecklenburg-Vorpommern GmbH durchgeführt. Das Gesamtziel des Projektes UnderwaterINSPECT ist einen Beitrag zum effizienten Monitoring in der Meerestechnik. Dabei sollen Technologien zur periodischen Inspektion von Schweißnähten durch Taucher und zur systematischen langfristigen Überwachung der Standfestigkeit von Gründungsstrukturen durch ein Monitoringsystem entwickelt und erprobt werden. Die Technologie soll durch die beiden KMU nach Abschluss des F+E-Projektes als Produkte und Dienstleistungen in den Markt gebracht werden. Das Teilprojekt der SLV M-V GmbH beinhaltet folgende Arbeitsschwerpunkte: 1. Definition der Aufgabenstellungen, Recherche der zu erwartenden Fehler und Festlegung der Referenzstrukturen; 2. Spezifikation von Versuchen, Ableitung der Anforderungen an die Messsysteme und Teststrukturen bzw. Demonstratoren; 3. Aufbau und Test eines Labordemonstrators für Referenzstrukturen; 4. Bau der Technikumsdemonstratoren, Ermittlung von Methoden und Einbringung realitätsnaher Schädigungen in instrumentierte Teststrukturen; 5. Ermüdungsversuche und Durchführung von Referenzmessungen zum Fehlernachweis an Schweißnähten.

Darstellung und Quantifizierung des Versagensablaufs rissbehafteter Mischnaht-Schweißverbindungen

Das Projekt "Darstellung und Quantifizierung des Versagensablaufs rissbehafteter Mischnaht-Schweißverbindungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Otto-Graf-Institut, Materialprüfungsanstalt durchgeführt. Das Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines abgesicherten und verifizierten schädigungsmechanischen Berechnungs- und Bewertungsverfahren zur Beurteilung des Versagensverhaltens angerissener Mischschweißnähte. Zur Werkstoffcharakterisierung werden Rohrleitungsmischnähte (1.4550/20MnMoNi5-5) mit Nickelbasispufferung und Nickelbasisverbindungsnaht beschafft. Aus den Nähten werden Zug- und Bruchmechanikproben entnommen und geprüft. Die Abklärung der Vorgänge im Gefüge bei der lokalen Rissinitiierung und -ausbreitung erfolgt durch metallographische und fraktographische Untersuchungen. Die einzelnen Gefüge- bzw. Werkstoffbereiche werden schädigungsmechanisch modelliert und ein Netzgrößen-unabhängiges Schädigungsmodells ertüchtigt. Die Validierung des Schädigungsmodells erfolgt mit Hilfe der experimentellen Untersuchungen. Anhand der Untersuchungen wird eine Systematik zur Vorhersage der Entwicklung des stabilen Risswachstums in Abhängigkeit vom Schweißnahtaufbau abgeleitet. Die Ergebnisse werden in Vorträgen und Publikationen veröffentlicht und in Regelwerksgremien vertreten. Dadurch finden sie Eingang in industrielle Anwendungen.