Lasergeschweisste 347H Träger für Solarfelder in der Wüste
Ein Solarfeld in einer Hochwüste muss jahrzehntelang intensiver Strahlung, grossen Tagestemperaturschwankungen und abrasivem Staub standhalten, und das nahezu ohne Gelegenheit zur Wartung, sobald die Felder stehen. Für ein grosses Photovoltaikprojekt dieser Art lieferte Montanstahl 67 Tonnen IPE-Profile mit 270x135x6,6×10,2 mm aus Edelstahl 347H, hergestellt im Laserschweissen nach ASTM A1069, mit vollständiger Nahtdurchschweissung, präzise bearbeiteten Kanten und einer gestrahlten und gebeizten Oberfläche mit einer Rauheit von Ra 3 bis 5 Mikrometer.
Ein Tragwerk, das die Module überdauern soll
In weitem, sonnendurchflutetem Wüstengelände entsteht ein ehrgeiziges Projekt, das die Sonnenenergie nutzbar machen und reichlich Licht in eine nachhaltige Stromquelle verwandeln soll. Es umzusetzen heisst, ein ausgedehntes Feld von Solarmodulen zu bauen, und dieses Feld braucht ein robustes und zuverlässiges Tragwerk für die darauf montierte Technik. Das Projekt verlangte deshalb hochwertige Tragbauteile, die den harten Wüstenbedingungen standhalten und zugleich die Stabilität und Dauerhaftigkeit liefern, auf die sich die Modulreihen stützen. Die Anforderungen sind für eine Tragstruktur ungewöhnlich. UV-Strahlung und Temperaturwechsel beanspruchen die Verbindungen fortlaufend, windgetriebener Staub schmirgelt jede Beschichtung ab, und der Mineralgehalt der Wüstenböden sowie gelegentliches Kondensat greifen den Fuss der Konstruktion an, sodass eine Lösung aus lackiertem oder verzinktem Kohlenstoffstahl den Betreiber auf Inspektion und Neuanstrich festlegt, auf einem Gelände, auf dem allein schon der Zugang teuer ist. Projekte im Sektor Energie und Stromerzeugung lösen das zunehmend, indem sie diesen Aufwand in den Werkstoff selbst verlagern.
Normen, Nahtdurchschweissung und eine definierte Oberflächenklasse
Tragbauteile für ein Projekt dieser Grössenordnung zu liefern hiess, vier Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen. Die Menge betrug 67 Tonnen IPE-Profile, alle im Laserschweissen nach ASTM A1069 gefertigt, der Produktnorm für laser- und laserhybridgeschweisste Edelstahlprofile im Tragwerksbau. Der Werkstoff musste eine Edelstahlgüte nach ASTM A240 sein, die das Blech regelt, aus dem die Profile aufgebaut werden. Die Nähte selbst mussten vollständig durchgeschweisst sein, mit der Präzision, die scharfkantige Profile verlangen, denn eine nur teilweise durchgeschweisste Verbindung in einem Tragglied unter wechselnder Windlast ist ein Ausgangspunkt für Ermüdungsrisse. Die letzte Anforderung betraf die Oberfläche: Strahlen und anschliessendes Beizen auf eine Rauheit von Ra 3 bis 5 Mikrometer, da eine glattere und chemisch saubere Oberfläche die Passivschicht stärkt und die Korrosionsbeständigkeit im Betrieb verbessert, und ausserdem dem Staub weniger Halt bietet.
Anwendungskontext
Montanstahl fertigte 104 Stäbe von 9500 mm und weitere 106 Stäbe von 9700 mm aus Edelstahl 347H, einer stabilisierten austenitischen Güte, die ihre Eigenschaften unter längerer Wärmeeinwirkung behält. Jedes Profil war auf vollständige Laser-Nahtdurchschweissung mit präzise bearbeiteten Kanten ausgelegt, was die geforderte Tragfähigkeit liefert und die Profile auf der Baustelle ohne Nacharbeit verschrauben lässt. Nach der Fertigung wurden die Profile gestrahlt und gebeizt, was eine feste und dauerhafte Oberfläche ergab und die vom Kunden geforderte Rauheit von Ra 3 bis 5 Mikrometer erreichte. Laufende Mass- und Nahtprüfungen über die gesamte Fertigung gehören zum Qualitätsmanagement von Montanstahl, und genau das macht eine Lieferung dieser Grösse vom ersten bis zum letzten Stab gleichmässig. Profile dieser Familie gehören zum Programm der IPE-Träger, erhältlich in Standard- und Sondermassen und in einer breiten Auswahl an Güten; weitere Einzelheiten behandelt die technische Q&A.