Ultrasoon meten van voorspanning in boutverbindingen van offshore windmolens zonder 0-meting

Inleiding

Windmolens worden op steeds hogere masten geplaatst om meer wind te kunnen vangen en zo grotere vermogens te kunnen opwekken. De hoogste masten van dit moment zijn tot 100 meter en in de toekomst gaan ze tot wel 200 meter hoogte.

Constructie van windmolens

De meeste masten zijn van staal en bestaan uit vier segmenten. Offshore windmolens hebben gemiddeld 500 boutverbindingen, variërend van maat M30 tot M72. Gedurende de levensduur van een windmolen wordt 10% van de bouten elke twee jaar opnieuw vastgedraaid, om zo de juiste voorspanning te garanderen, wat zeer hoge kosten met zich meebrengt.

Voorspanning en metingen

Bouten in windmolens worden aangedraaid met een voorgeschreven aanhaalmoment om zo een bepaalde voorspanning in de bout te bereiken door het oprekken van de bout.

• Een te lage voorspanning geeft boutvermoeiing.
• Een te hoge voorspanning kan de bout laten breken.

De voorspanning in een bout kan ook ultrasoon gemeten worden met een klein handzaam apparaat, door het meten van een geluidssignaal door de bout. Bij de installatie van een bout is een 0-meting voor nodig.

Wereldwijde situatie

Er zijn wereldwijd ruwweg 300.000 windmolens, met 300.000 x 500 bouten per molen = circa 150 miljoen bouten, waarbij deze 0-meting nog niet is uitgevoerd.

Theoretische methode

Er bestaat een theoretische methode waarbij de boutspanning ultrasoon gemeten kan worden, zonder deze 0-meting te doen, waardoor de 150 miljoen bouten met een klein handzaam apparaat op voorspanning kunnen worden gecheckt. Dit zal enorme kostenbesparing met zich meebrengen.

Deze methode gebruikt Elektro Magnetic Acoustic Transducers (EMAT) ultrasone sensors.

Haalbaarheidsstudie

IntoMachines uit Den Bosch wil in een 12 maanden durende haalbaarheidsstudie onderzoeken of de theoretische methode met EMAT sensors in de praktijk betrouwbare resultaten geeft en overeenkomen met de gemeten waarden in een labomgeving.

Daarnaast wordt onderzocht of de kosten van deze EMAT sensors opwegen tegen de huidige kosten van boutonderhoud.

Als de haalbaarheid blijkt, zal een ontwikkelingsproject worden gestart.