Thermografie, Laminatprüfung

Verräterische Wärme

Ist das Rotorblatt der Windkraftanlage noch intakt oder weist es winzige Luftblasen auf, die sich ausweiten und schließlich zum Bruch führen könnten? Die Infrarot-Thermographie kann Materialfehler aufspüren.

Auf den äußeren Schein des Rotorblatts ist kein Verlass. Der Experte klopft die Oberfläche ab und lauscht. Ein satter, tiefer Ton lässt ihn wissen, dass das Laminat homogen ist, ein eher flacher, hohler Ton deutet auf Unstetigkeiten im Material hin. Oberflächennahe Delaminationen und Hohlstellen ab einer gewissen Größe erkennt der Sachverständige auch, indem er mit der Hand über die Oberfläche streicht. Aber selbst ein erfahrener Prüfer findet auf diese Weise nicht alle versteckten Fehler. Rotorblätter bestehen vorwiegend aus Glasfasern, die als Matten oder Gelege verarbeitet werden: Um ein 60 Meter langes Rotorblatt zu formen, müssen Hunderte solcher Matten plan in eine Form gelegt und im Vakuum mit Harzen imprägniert werden. Kleine Unregelmäßigkeiten können dazu führen, dass sich Luftblasen oder andere Fehler bilden. Wird das Rotorblatt den Betriebsbelastungen ausgesetzt, führen diese Fehler oft zu mechanischen Spannungen im Material. Die Folge: Das Laminat kann aufreißen, die Rotorblätter frühzeitig versagen. Forscher vom Fraunhofer Wilhelm-Klauditz-Institut WKI in Braunschweig wollen solche Fehler sichtbar machen. Das Mittel der Wahl: die Infrarot-Thermographie. Sie sei schnell, verhältnismäßig preisgünstig und verursache keine Schäden, erklären sie. Die Oberfläche wird kurz mit einem Infrarotstrahler erwärmt. Eine Spezialkamera zeigt, wie sich die Wärmefront im Material ausbreitet. Stößt die Front auf Lufteinschlüsse oder Delaminationen, staut sie sich, weil sich Wärme in Luft schlechter ausbreitet als im Laminat. Einige Zentimeter tief blicken die Forscher auf diese Weise in das Material hinein. Weil die Apparatur aus Infrarotstrahler, Kamera und Rechner mobil ist, kann man während der Fertigung messen, am Ende des Transportwegs und auch an fertig montierten Anlagen.

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