Fejlkonstruktion får møllefundamenter over hele Europa til at krakelere
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Fejlkonstruktion får møllefundamenter over hele Europa til at krakelere

Stort set alle mono-pile havmøllefundamenter viser sig nu at rumme en fejlkonstruktion.

Den uhyggelige opdagelse er netop gjort og dens fulde konsekvenser kender hverken Dong Energy eller andre havmølleejere helt endnu. Bortset fra at man ved, at der ikke er tale om akut fare for, at vindmøllerne vælter eller at produktionen må stoppes.

Problemet blev først opdaget på en hollandsk havmøllepark, ejet af Shell og Vattenfall og midt i januar fik Dong Energy en opringning fra en 'kollega' i branchen med et tip om fejlen:

Stille. Der bliver mindre vind til de danske vindmøller end forventet. Det betyder, at Horns Rev-møllerne vil producere op til 12,5 pct. mindre end først beregnet. [foto: Elsam Illustration: Elsam

]

Ifølge Dong Energy måler man de største fejl på Horns Rev 1 havmølleparken, som også er den ældste. (Foto: Elsam) Illustration: Elsam

»Der var tale om en serie-fejl, man slet ikke har forudset og som kan give enhver ingeniør mareridt. Så vi sendte straks folk ud for at kigge på vore havmølle-fundamenter,« forklarer koncerndirektør Niels Bergh-Hansen fra Dong Energy.

»Og vi kunne desværre konstatere, at problemet er reelt - og værre jo ældre møllerne er - men at der ikke er nogen umiddelbar fare på færde,« siger han.

Godkendt af Norske Veritas

Konkret ligger problemet i en betonforing, som udfylder et 40-90 mm bredt og seks meter dybt mellemrum mellem monopile-fundamentet og det rørformede overgangsstykke til tårnsektionerne. En monopile er et tykt stålrør, der hamres ned i havbunden.

Beton-foringen holder de to dele fast i forhold til hinanden- en såkaldt 'grouted connection' - og støbes efter, at man ved hjælp af donkrafte har rettet overgangsstykket op.

Konstruktionsprincippet er godkendt af Norske Veritas (DNV), men det viser sig altså nu, at de varierende belastninger på vindmøllen giver anledning til, at vedhæftningen mellem monopælen og beton-foringen forsvinder.

Dermed kan overgangsstykket begynde at synke, og vægten af møllen kan komme til at hvile på nogle stål-knæ, som er svejst på indersiden af overgangsstykket - udelukkende til brug i montage-siutationen.

Undersøgelser afslører at fundamenterne har forskubbet sig

På flere af de havvindmøller, som Dong Energy har kigget på indtil videre, var der allerede kontakt mellem mono-pæl og stålknæ, hvor der burde være omkring 25 mm luft.

De største forskydninger i fundamentet er fundet på Horns Rev 1 havmølleparken, som også er den ældste.

En uafhængig rådgiver, som Dong Energy har hyret til at verificere Dong Energys egne, interne analyser, vurderer ligeledes, at der ikke er nogen umiddelbar fare ved at køre videre med samtlige havmølleparker.

Rådgiveren er også enig i, at der for transformerplatformens vedkommende skal reageres indenfor et år, fordi monopælene under denne er meget hårdere belastet end på vindmøllerne.

Tre løsninger er på arbejdsbordet

Dong Energy er nu i gang med at kontrollere samtlige 164 havvindmøller i Danmark og England, og sammen med en række andre selskaber er man - under ledelse af DNV - gået sammen om at udvikle løsninger på problemet.

Ifølge koncerndirektør Niels Bergh-Hansen har man tre løsninger i sigte:

Nummer ét er at lade stå til og til gengæld følge udviklingen tæt via et måleprogram.

Løsning nummer to er at sætte et mellemstykke ind mellem monopile-rørets overside og de typisk seks flanger eller knæ, som er svejst på indersiden af overgangsstykket til brug for montagen:

»Men så skal man jo også sikre sig, at disse flanger er svejst tilstrækkelig godt på,« forklarer han.

Den tredje - og dyreste - løsning er at montere et leje mellem røret og flangerne. Et leje vil bedre fordele belastningerne mellem de to dele.

»Vi regner med at have lagt os fast på en fælles løsning i løbet af fire til seks måneder. Og alt efter hvilken løsning, vi vælger, vil udgiften for os variere fra 0 og 100 mio. kr. for samtlige 164 havmøller,« siger Niels Bergh-Hansen.

En anden fremtidig løsning kan være et princip, som man anvender i offshore-olieindustrien. Her svejser man nogle ringe på indersiden af overgangsstykket og på ydersiden af monopilen. Disse ringe kan optage de lodrette forskydningskræfter.

Havmølleparkerne syd for Lolland og i Øresund hviler på betonfundamenter og er derfor ikke ramt af den omtalte konstruktionsfejl.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Virker samlingen simpelthen ved at betonen klæber til stålrørene ?

Burder der ikke have været gjort et eller andet ved overfladen for at forbedre klæbeevnen, f.eks ved at gøre overfladen ru, evt. ved påsvejsning eller fræsning ?

Poul-Henning

  • 0
  • 0

Hver generation af ingeniører, tror at de er klogere end deres forgængere.

De hører ikke efter, når man beder dem om at gå med livrem og seler.

Da stål fortiden er ret dyrt og der bruges meget til stål til fundamenter og tårne så spares der innovativt hvor det kan lade sig gøre.

Jævnfør Vestas magnetophængte indvendige servicestige der er ophængt i magneter istedet for svejst montage for ikke at danne brudavisere ved stigens befæstigelse i styrkeoptimeret tårnskal

Men man skal alligevel tænke sig om.

For selv om pladernes tykkelser i fundament og nederste tårnende > 50mm, så har man ved den viste problemstilling "glemt" , som jeg ser det, at have en indvendig deformationshindring, i form af spanter eller en indstøbt prop med armeringer fastgjort til begge elementer.
Netop for at forhindre de formforandringer der uværgerligt vil forekomme når tårnet belastes.

Disse forandiger vil over tid ødelægge "limningen" med beton, ved simpelt hen at vrikke den itu over tid.

  • 0
  • 0

Er det en slags teltpæl, et hult rør af stål, som er indsat oveni i et andet hul rør af stål, den slags med et par "knapper" der er indsat som tværpløkke for at holde en stang oppe? Hvis, så har jeg aldrig holdt af den "teknologi", latent fuld af fejlfunktion og slør. I teltpæle er samlingerne imellem metal kun limet sammen med snæverhed og luft, altid uforudsigeligt om det holder godt, fordi det afhænger af tilfældige unøjagtigheder i fabrikkens arbejde og de temperaturer som metallerne oplever i brug. At man undlader at gøre samlingen snæver, at man i stedet udfylder en margin med beton, er værre endnu, for rystelser og belastninger vil komprimere betonen, og så er der dømt "teltpæl" der vakler. (?)

PHs bemærkning er i plet. Hvis store flader skal forlænge hinanden, og hvis de sidenhen vil blive udsat for voldsomme kræfter, da skal de indbyrdes have en overflademæssig grov og stærk ruhed og de skal samles fuldstændig tæt på en meget stærk måde. Det er kun en vidt udbredt gnidningsmodstand der kan forhindre at fladerne løsner sig. Et mellemlag af størknet fuldstændig stift lim af en type der kan komprimere sig sidenhen, i dette tilfælde af cement, virker virkelighedsfjernt, at nogen har haft en sådan tanke, at sådant skulle kunne virke.

  • 0
  • 0

Googlede lige "grouted connection". Første hit var netop en rapport om: "structural design of grouted connections in offshore steel monopile connections". Link til rapport her:http://www.dnv.com/binaries/Grouted_connec....
Som jeg læser det bruges betonen som et friktionsskabende element mellem de to rør. Det der umiddelbart slår mig, er at man allerede i indledningen siger; at på grund af, at den fremherskende last på fundamentet, er momentet der prøver på at vælte møllen og som kan ses som et kraftpar, kan man se bort fra aksiale kræfter og dermed behøves der ikke "shear keys" til at optage disse kræfter! Med et sted mellem 200-300 tons ovenpå et sådan fundament, virker det ret utroligt at man bare vælger at se bort fra den last.

  • 0
  • 0

momentet der prøver på at vælte møllen og som kan ses som et kraftpar, kan man se bort fra aksiale kræfter og dermed behøves der ikke "shear keys" til at optage disse kræfter!

Hvis de to hule rør var samlede tæt, inden i hinanden, med stor gnidningsmodstand imellem, da ville de opføre sig som kun ét rør, dermed intet behov for bolte skruet igennem på tværs af begge rørs flader.

Problemet er: Hvordan kan man indskyde et rør ind i et andet rør, hvis deres margin er meget lille og hvis deres overflader er meget ru? Hvis man har oplevet dette med to elementer til en teltpæl, da vil man indse at det er umuligt. Deraf sandsynligvis årsagen til den valgte løsning i møllen, en vid margin imellem de to rørs indbyrdes overflader og ingen gidningsmodstand på overfladerne, let at sænke det ene rør ned i det andet, og fæstne med cement.

Problemet med den løsning er, at cement er temmelig stift, og stål er temmelig blødt, relativt set, i forhold til de kræfter der påvirker møllen, og som betyder, at der meget let opstår en ganske lille fri margin efter nogle storm, imellem cement og stål, og så kan rystelser begynde at hærge, som vil ødelægge betonen eller stålet, nok til at introducere problemer, for eksempel at hele det øvre rør begynder at synke videre nedad i det ydre rør, eller, at samlingsområdet imellem de to rør begynder at bukke, og da vælter møllen måske lige pludselig på grund af metaltræthed. At dette sker, er ikke hvad man forventer i et telt, fordi teltpæle af elementer af stål virker meget stærke, men storme får teltpæle til at synge af vibrationer, og får pælen til at duve voldsomt fra side til side, måske også duve hastigt fra side til side nær pælens midte, bølger i pælen, og kombinationerne kan ødelægge et samlingspunkt hurtigere end man har fantasi til at forestille sig, medmindre at man har oplevet det. Problemet er, at ganske små marginer, introducerer forstærkede kræfter der søger at udvide marginer, en proces der løber løbsk. Kort sagt: Hvis man vælger et design, der kan introducere en margin, uanset hvor lille, dur designet ikke.

Men: Problemet er, hvordan at samle de to rør, skyde dem ind i hinanden? Løsningen er, at man skærer mange lange striber af frirum i det rør der skal være indvendigt i det andet. Disse striber af frirum i stålet, gør det mulig at indspænde rørets diameter midlertidigt, nok til at kunne indskyde røret i det andet. Dernæst skal man udvide det indre rør igen, indefra, ved at påsætte, påtvinge, kiler, og bolte dem fast. I så fald vil de to rør berøre hinanden tæt alle vegne og fastholde hinanden med deres indbyrdes gnidningsmodstand, som man skal have sørget for, at den er stor. Som konsekvens: De to rør vil være ude af stand til at bevæge sig i forhold til hinanden, som betyder med nul margin, og alle kræfter bliver distribueret perfekt, som betyder at en proces af slitage ikke kan begynde, som betyder et holdbart design.

  • 0
  • 0

Løsningen er, at man skærer mange lange striber af frirum i det rør der skal være indvendigt i det andet. Disse striber af frirum i stålet, gør det mulig at indspænde rørets diameter midlertidigt, nok til at kunne indskyde røret i det andet. Dernæst skal man udvide det indre rør igen, indefra, ved at påsætte, påtvinge, kiler, og bolte dem fast. I så fald vil de to rør berøre hinanden tæt alle vegne og fastholde hinanden med deres indbyrdes gnidningsmodstand, som man skal have sørget for, at den er stor. Som konsekvens: De to rør vil være ude af stand til at bevæge sig i forhold til hinanden, som betyder med nul margin, og alle kræfter bliver distribueret perfekt, som betyder at en proces af slitage ikke kan begynde, som betyder et holdbart design.

Jeg tror at grunden til at der overhovedet er en samling, er fordi man har behov for at "rette op" så tårnet står i lod.
Som jeg forstår din løsning, så er det vel ikke længere muligt at "rette op".
/henrik

  • 0
  • 0

Prøv at se www.densit.com eller www.densit.dk.
Tilsyneladende er møllefundamenter blevet en af de (mange) succesfulde anvendelser af Densit, dette utroligt stærke og meget tætte mørtelmateriale, baseret på en optimal anvendelse af silicastøv og lavt v/c (eller rettere sagt v/p) tal. Det blev udviklet af Aalborg Portland omkring 1980 og siden solgt til Udlandet. En anden foreslået anvendelse er til elektrisk fraisolerende muffesamlinger på katodisk beskyttede nedgravede eller uindersøiske olie/gas ledninger.
Hans Arup

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten