11.04.2010

Verbindungstechnik: Schweißen unter Wasser lernen

Was tun, wenn die Windkraftanlage vor der Küste einen Riss im Sockel hat? Unterwasserschweißer lernen ihr Handwerk am Unterwassertechnikum des Instituts für Werkstoffkunde.

Wer zum Tauchen fährt, sucht sich in der Regel ein warmes, sonniges Plätzchen und eine sehenswerte Unterwasserwelt. Die Taucher, die ins Institut für Werkstoffkunde (IW) kommen, zahlen mindestens so viel wie ein Urlaubstaucher, bekommen dafür aber weder Sonne noch bunte Flora oder Fauna. Stattdessen steigen sie jeweils zu dritt in voller Montur immer wieder in ein großes, etwa vier Meter tiefes Wasserbecken im Unterwassertechnikum, das zum Institut für Werkstoffkunde und damit zum Produktionstechnischen Zentrum der Leibniz Universität Hannover (PZH) gehört. Als Souvenir können sie nur selbstgeschweißte Kehlnähte mit nach Hause nehmen. Dafür gibt es aber zukunftsweisendes Know-how.

Es ist der erste Lehrgang seit drei Jahren, der - durchgeführt von der Schweißtechnischen Lehr- und Versuchsanstalt Hannover - zurzeit im Unterwassertechnikum (UWTH) stattfindet. "In den vergangenen Jahren mussten die Unternehmen wohl sparen", vermutet Thomas Hassel, promovierter Maschinenbauingenieur und Leiter des UWTH, "aber mittlerweile ist die Nachfrage nach Unterwasserschweißarbeiten so groß, dass sie ihre Taucher dringend entsprechend ausbilden lassen müssen." Für die Lehrgänge, die bis Ende März laufen, sind 19 Berufstaucher angemeldet, die zugleich Schweißer sein müssen. Sie kommen von Firmen aus ganz Deutschland, die europaweit gerufen werden, wenn ein Schiff die Hafenmauer gerammt und die Spundwand verletzt hat. Oder wenn, was in Zukunft häufiger passieren dürfte, in Offshore-Windparks unterhalb des Wasserspiegels Schäden entstanden sind. Da kann man die beschädigten Strukturen nicht nach oben holen, man muss an Ort und Stelle schweißen; Standardstähle ebenso wie spezielle, hochfeste Stähle. Direkt unter der Wasseroberfläche genauso wie in zehn oder zwanzig Metern Tiefe.

"Beim Schweißen unter Wasser müssen Sie sehr kontrollierte, regelmäßige Bewegungen mit der Elektrode ausführen", erläutert Hassel und zieht mit der rechten Hand kleine spiralförmige Kreise in die Luft, "damit Ihnen der Lichtbogen nicht ausgeht. Das ist nicht ganz einfach." Die Taucher lernen das durch das Verschweißen von etwa 1000 Elektroden während ihres Unterwasserschweißlehrgangs - übrigens außer einem Lehrgang der Bundesmarine dem einzigen in Deutschland - und profitieren dabei von den Räumlichkeiten, die das UWTH als Teil des Instituts für Werkstoffkunde bietet.

Aber auch das IW profitiert von den Tauchern. Denn zurzeit arbeiten die Wissenschaftler hier an Elektroden, die als Alternative zu herkömmlichen Unterwasserelektroden marktreif gemacht werden sollen. Das IW hat erstmals eine Elektrode entwickelt, die nicht das Ergebnis vieler empirischer Durchläufe ist, sondern auf wissenschaftlichen Analysen beruht: Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler stellen nicht nur fest, dass die Zugabe von zwei Prozent des Materials X die Elektrode besser gemacht hat, sie wissen auch, warum das so ist. Auf diese Weise erreichen sie eine Systematik bei der Entwicklung und Herstellung, die es bisher nicht gab. Sie können voraussagen, welche Unterwasserelektrode aufgrund welcher Zusammensetzung welche Eigenschaften haben wird. Die Schweißnähte, die die Unterwassertaucher mit verschiedenen Elektroden während der Lehrgänge ziehen, sind da willkommenes Forschungsmaterial.

Daneben beschäftigen sich Ingenieure des UWTH auch mit Elektroden, die in mehreren Tausend Metern Wassertiefe automatisiert einsetzbar sein sollen. "Das Unterwasserschweißen ist insgesamt ein großes Thema für uns", sagt Professor Friedrich-Wilhelm Bach, Leiter des IW und Dekan der Fakultät für Maschinenbau der Leibniz Universität Hannover. "Mit der Zunahme von Offshore-Windparks wird die Nachfrage weiter stark ansteigen. Unser Ziel ist, die verschiedenen Kompetenzen in diesem Bereich hier am UWTH zu bündeln." Rudolf Kolbusch, Lehrgangsleiter für die Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt (SLV), der die Taucher im Becken über Funk anleitet, begrüßt diese Ziele: "Über Wasser wird alles eingehend geprüft: Standsicherheit, Verkehrssicherheit, Dauerhaftigkeit. Für alles gibt es ein Qualitätssicherheitssystem. Unter Wasser wird häufig nur per Augenschein bewertet. Als ob Standsicherheit unterhalb der Wasserlinie aufhören würde. Das Gegenteil ist der Fall!" Bessere Verfahren und eindeutige Normen seien erforderlich. Ein Kompetenzzentrum mit der SLV Hannover und der Leibniz Universität Hannover in der Region Hannover wäre da ein großer Fortschritt.

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