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Foto: Sif Netherlands B.V.

Werkstoffe

Besonderer Stahl für besondere Zwecke

Sif Netherlands setzt für den Bau von Offshore-Parks auf TM-Stahl von Dillinger. Die Stähle weisen besondere Eigenschaften bei Streckgrenze, Zugfestigkeit und Zähigkeit auf.

Extreme Einsatzgebiete mit arktischen Temperaturen und enormen mechanischen und dynamischen Belastungen kennzeichnen die Herausforderungen der Offshore-Industrie. Entsprechend hoch sind die Ansprüche an Konstruktion und Materialauswahl für Bohrinseln und Windturbinen. Die Sif Netherlands bv. setzt seit Jahrzehnten auf Grobbleche von Dillinger. So auch für die Jacket-Konstruktion der Öl- und Gasplattform Edvard Grieg oder die Monopiles der 150 Windturbinen von Gemini.

Automatisierter Fertigungsprozess

In stark automatisierten Prozessen entstehen am Sif-Stammsitz in Roermond in zwölf Hallen mit fünf Fertigungslinien rund um die Uhr Mantelschüsse. Diese werden zu XL-Monopiles (Großrohren) mit Durchmessern von bis zu elf Metern und bis zu 2.000 t Fertiggewicht zusammengefügt. Für die Jacket genannten Stahlgerüste in der Öl- und Gasindustrie werden typischerweise Rohre mit einem Rohrdurchmesser von bis zu 3,5 m eingesetzt.

Die Beine der Jackets, Legs, werden mit einem ausgeklügelten Netz aus Verstrebungen über sogenannte Bracings, dünnere Rohre und Rohrknoten, verbunden. Durch stabilisierende Hülsen (Sleeves) an den unteren Eckpunkten der Fachwerkkonstruktion werden jeweils drei bis vier Piles wie Nägel zur Fixierung in den Meeresgrund gerammt.

TM-Bleche für mehr Fertigungseffizienz

Wasser, Wind, Wellen und Kälte setzen Offshore-Anlagen hohen statischen und dynamischen Belastungen aus. Je nach Lage müssen sie über 25 m hohen Wellen ebenso wie Orkanböen von 160 km/h zuverlässig standhalten. Besonders in der Nordsee oder noch weiter nördlich liegen die Temperaturen bei -10°C oder tiefer, was zuverlässige Zähigkeiten des Materials bei Prüftemperaturen von -40°C oder tiefer erfordert.

Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die zum Bau von Jackets, Topsides oder Monopiles eingesetzten Stahlgüten. Nur exzellente, dem Bedarf angepasste mechanische Eigenschaften aus Streckgrenze, Zugfestigkeit und Zähigkeit geben den Konstruktionen die notwendige Sicherheit.

Dillinger beantwortet diese Anforderungen der Offshore-Industrie mit bis zu 35 t schweren thermomechanisch gewalzten Grobblechen, die mit höchsten Umformgraden in Dicken bis zu 150 mm für Stahlbaugüten bzw. 110 mm für klassischen Offshore angeboten werden. Daneben umfasst das Angebot auch normalisierte sowie gequettete und angelassene Stähle in zum Teil noch größeren Dicken.

Vom Design-Entwurf zum fertigen Produkt

Für William Lafleur, Leiter Schweißtechnik bei Sif, sind Dillinger-Bleche deshalb das Beste, was man sich im Bereich der Offshore-Industrie wünschen kann. Seine Abteilung überprüft bei einem Design-Entwurf für ein Jacket im ersten Schritt die genannten technischen Anforderungen. Auf Basis der finalen Konstruktionszeichnungen des Kunden fertigt Sif sodann eigene Schweißpläne, in denen die Verteilung der Mantelschüsse, der Rund- und Längsnähte, Versteifungen sowie alle Schweißdetails wie Nahtvorbereitungen dargestellt werden. Sobald die Freigabe dieser Workshop-Zeichnungen vorliegt, werden die Bleche bei Dillinger bestellt.

„Hier ist die gute Zusammenarbeit mit Dillinger für uns extrem wichtig“, erläutert William Lafleur. „Oft kennen wir die Maße noch nicht, reservieren aber bereits Tonnagen für bestimmte Kalenderwochen.“ Die Blechlänge entspricht stets dem Umfang des geplanten Mantelschusses, die Blechbreite seiner Höhe. So leisten die bei Dillinger verfügbaren großen Abmessungen einen entscheidenden Beitrag zur Kosteneffizienz der Fertigung, da die Schweißarbeiten durch die Größe der Bleche gegenüber kleineren Blechformaten deutlich reduziert werden können.

Pre-Qualification als Plus für Piles

Für das 134 m hohe Jacket der Edvard Grieg-Plattform lieferte Dillinger 12.400 t thermomechanisch gewalzten Stahl der Sorten S355G10+N/+M, S420G2+M und S500G2+M. Sif fertigte daraus 16 Jacket Piles, zwei Gripper Piles und 18 Pile Sleeves. Für die trichterförmigen, zwölf Meter langen Hülsen mit einer Wandstärke von bis zu 35 mm kam S420G2+M Stahl zum Einsatz. Ihr Durchmesser weitet sich von 2.736 mm unten auf oben 3.292 mm auf.

Für die 120 mm dicken Bleche wählte Sif die Güte S355G10+N, für alle anderen Bleche die thermomechanisch gewalzte Qualität S420G2+M. Die sehr feine Kornstruktur der TM-Bleche gewährleistet die benötigten hohen Festigkeits- und Zähigkeitswerte bei gleichzeitig ausgezeichneter Schweißbarkeit. Durch die höheren Zähigkeitsreserven erhält die Konstruktion zudem auch in der Wärmeeinflusszone der Schweißverbindungen besondere Sicherheit. Zugleich wirkt sich das deutlich niedrigere Kohlenstoffäquivalent CET positiv auf die Schweißeigenschaften dieser Bleche aus. So müssen sie trotz der hohen Blechdicken erheblich weniger vorgewärmt werden, was sich auch in entsprechend kürzeren Abkühlzeiten und damit insgesamt höherer Wirtschaftlichkeit widerspiegelt.

Ein entscheidender Punkt neben den lieferbaren großen Wandstärken und Streckgrenzen der TM-Bleche von Dillinger ist für William Lafleur zudem die schon vom Walzwerk vorab durchgeführte Pre-Qualification, durch die er Sicherheitsreserven des Materials direkt aus dem Schweißreport ablesen kann. Ein geld- und zeitsparendes Zusatzplus, das Dillinger auch für alle Offshore-Qualitäten bietet. Ob Kerbschlagbiegeprobe, CTOD-Prüfung, minimale Segregation durch die von Dillinger beim Stranggießen eingesetzte Soft-Reduction-Technologie oder durch die großen Vormaterialdicken sichergestellte hohe Umformgrade von der Bramme zum Blech – in puncto Sicherheit übertreffen diese Stähle bei weitem übliche Qualitäten.

Dicke Bleche in großen Mengen und kurzer Zeit

Auch bei den Monopiles für den Gemini-Offshore-Windpark vertraute Sif deshalb auf die Qualität der TM-Bleche von Dillinger. Sif verarbeitete für die beauftragten Monopiles und Übergangsstücke insgesamt 94.500 t der Stahlsorte S355ML – mit Einzelblechgewichten von 32 t. Gerade bei solchen Großprojekten ist für Sif die Lieferfähigkeit von Dillinger für große Mengen in kurzer Zeit unverzichtbar.

„Dillinger ist nicht nur sehr gut in dickwandigen Blechen und gleichbleibend hoher Qualität bei diesen großen Serien, sondern auch sehr stark in Stählen mit den hohen Streckgrenzen, die wir für Offshore-Projekte brauchen.“ erklärt William Lafleur. „Wenn Preis und Qualität stimmen, wollen wir deshalb gerne Dillinger.“ Und noch einen weiteren Vorteil der Zusammenarbeit betont er: „Dillinger hat eine eigene Schweißversuchsabteilung und dadurch ein sehr großes Spektrum an Pre-Qualifications. Deren Erkenntnisse nutzen wir aus Kosten- und Zeitgründen, um eigene Verfahrensprüfungen zu ersparen.“ Seit 27 Jahren arbeitet William Lafleur bei Sif, aber die Unternehmen arbeiteten auch schon vorher zusammen. Diese jahrzehntelange Zusammenarbeit von auf beiden Seiten gleichen Ansprechpartnern kennzeichnet den Austausch. „Wir verstehen einander“, so Lafleur. „Wenn wir etwas anfragen, weiß Dillinger, was wir benötigen, oftmals ohne dass wir die Anforderungen konkretisieren müssen.“ Gleichzeitig weiß er aus Erfahrung, dass er sich auch bei dringendem Bedarf auf den Stahlhersteller stets verlassen kann. „Dann wird uns geholfen.“ Neben diesem vertrauensvollen Miteinander und für beide Seiten auch technisch wertvollen Austausch steht aber ein Punkt klar im Vordergrund: „Hauptgrund, warum Sif auf Dillinger Stahl setzt, ist dessen hervorragende Schweißbarkeit. Sie macht das Unternehmen zu unserem Preferred Supplier.“

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