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Mit den Elementen zu kämpfen, ist eine Herausforderung…

... sie zu bändigen, ist eine Kunst.

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In der Mythologie waren die Elemente untrennbar mit übernatürlichen Mächten verbunden. Zeus schickte Blitze. Helios herrschte über den Sonnenwagen. Aiolos machte den Wind. Heute haben wir wissenschaftlich fundierte Erklärungen für Naturgewalten, auch wenn sie immer noch scheinbar überirdische Eigenschaften haben.

Betrachtet man Feuer, das 1 000 Grad Celsius heiß wird, die Wucht eines Orkans oder den Wellengang bei stürmischer See, bleibt es unfassbar, welche Kraft und Dynamik die Natur entwickeln kann.

Dennoch muss der Mensch vor den Elementen längst nicht mehr kapitulieren wie seine Vorfahren. Er kann sie durchaus bändigen – zumindest teilweise. Denn die Entwicklung zahlreicher Technologien hat den Schutz vor Hitze, Erosion, Korrosion oder Reibung entscheidend verbessert.

Zu den Neuerungen der jüngsten Zeit gehören Beschichtungswerkstoffe, die extremen Bedingungen standhalten und dadurch sichere, effiziente und wirtschaftliche Arbeitsprozesse ermöglichen. Beschichtungen sind für die Erhaltung von Equipment aller Art unersetzlich geworden, da sie helfen, Energie zu sparen und die Lebensdauer von Werkstoffen in der Industrie entscheidend zu verlängern.

Wann auch immer Turbinen, Bohrer oder andere Komponenten und Maschinen der Natur mit ihren Einflüssen ausgesetzt sind, profitieren sie von innovativen Beschichtungen.

Dazu einige Beispiele:

  • Windkraftanlagen müssen Sonne, Regen, Schnee und vor allem natürlich Wind standhalten. Bei Offshore-Anlagen kommen das Meer und die salzhaltige Luft dazu, die eine konstante Gefahr für Korrosion darstellen. Zu den häufigsten Schadensursachen bei Windkraftanlagen gehört Materialermüdung. Kein Wunder, wenn man weiß, dass Getriebezahnräder während ihrer Betriebsdauer bis zu 144 Millionen Umdrehungen der Rotorwelle oder 15 Milliarden Umdrehungen der Generatorwelle überstehen müssen.
    Die zum Schutz dieser Anlagen verwendeten Beschichtungswerkstoffe sind ständig sich verändernden Kräften, hohen Belastungen und Verformungen ausgesetzt.
  • Triebwerke sind die schwersten Komponenten eines Flugzeugs. Daher hat die Reduzierung ihres Gewichts in aller Regel einen nachhaltigen Einfluss auf die Energieeffizienz und die Triebwerkleistung. Dies kann beispielsweise erreicht werden, wenn die Triebwerke auf der höchsten, physikalisch möglichen Temperatur laufen. Die Umsetzung dieser Strategie erfordert jedoch einen zusätzlichen Wärmeschutz für viele Triebwerkkomponenten, etwa die Turbinenblätter.
    High-End-Technologie erlaubt es den Ingenieuren, maßgeschneiderte Beschichtungslösungen für alle kritischen Komponenten in Triebwerken zu entwickeln. Diese ermöglichen einen heißeren und effizienteren Betrieb. So können auch leichtere Materialien eingesetzt werden, die Gewicht reduzieren und Effizienz erhöhen, jedoch nur dank High-Tech-Beschichtungen den hohen Temperaturen standhalten.
  • Wasserkraft ist führend unter den erneuerbaren Energiequellen. Bereits in 50 Ländern wird damit Strom erzeugt. In China, dem weltweit größten Produzenten, hat die Wasserkraft mit geschätzt 17 Prozent den höchsten Anteil an der einheimischen Stromerzeugung. Die Effizienz und Lebensdauer der Anlagen wird jedoch massiv beeinträchtigt durch Korrosion und Erosion sowie große Mengen an Schlamm, Sand und Geröll im Wasser. Gleichzeitig werden immer neue Wasserwege erschlossen, die früher als zu unzugänglich galten, oftmals stark sandbelastete Flüsse oder Gewässer mit hohen Fallhöhen. Dies erschwert den Betrieb und beeinträchtigt die Lebensdauer der Turbinen.
    Bei den Komponenten von Wasserkraftturbinen sind Beschichtungen von entscheidender Bedeutung, da sie die Materialabnutzung um einen Faktor von bis zu 50 im Vergleich zu nicht beschichteten Komponenten reduzieren.

Beschichtungen, wie sie von Oerlikon angeboten werden, tragen dazu bei, die Elemente besser zu beherrschen. Durch ihre Weiterentwicklung werden Turbinen, Bohrer, Bergbaumaschinen, Triebwerke und Produktionssysteme der Industrie länger haltbar. Das vermindert Abfall, erhöht die Betriebseffizienz und spart Zeit, Kosten und vor allem den Verbrauch von nicht erneuerbaren Energierequellen.

Von Randy B. Hecht und Gerhard Waldherr

Oerlikon liefert innovative Beschichtungstechnologien und Werkstoffe für Energieerzeuger, die Luftfahrtindustrie, den Bergbau und viele andere Industriezweige. Im Bereich Wasserkraft arbeitet die Marke Oerlikon Metco seit über 90 Jahren mit Turbinenherstellern zusammen, um den Herausforderungen der Natur gemeinsam zu begegnen. Die Marke Oerlikon Balzers ist spezialisiert auf extrem dünne PVD-Beschichtungen, mit denen Zerspannungswerkzeuge beschichtet werden, die bei der Herstellung von Turbinenteilen zum Einsatz kommen.

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