Corrosion Fatigue Life Optimisation (C-FLO)

Zware belasting funderingen van offshore windturbines

De funderingen van offshore windturbines, die zowel onder water als boven het wateroppervlak aan extreme omstandigheden worden blootgesteld, ondervinden zware belasting van de golven, het weer en de krachten van de windturbines zelf. Deze omstandigheden kunnen leiden tot vermoeiingsscheuren en versnellen de corrosie, wat de levensduur van de funderingen verkort. Het is daarom cruciaal om de effectiviteit van beschermende maatregelen en de levensduur van de funderingen goed te kunnen voorspellen.

De belangrijkste stakeholders van dit project zijn offshore windparkontwikkelaars, ingenieurs, overheden en bedrijven betrokken bij de bouw en het onderhoud van windparken, zoals TNO, Deltares, Vattenfall, Ørsted, en andere samenwerkingspartners. De resultaten zijn van groot belang voor de offshore windindustrie, met voordelen voor kostenbesparing en verduurzaming van windenergieprojecten.

Vermoeiingscorrosiemodel

Het C-FLO-project, uitgevoerd van 2019 tot 2023 en mede gefinancierd door het Ministerie van Economische Zaken en Klimaat, heeft als doel het ontwikkelen van een gecombineerd vermoeiingscorrosiemodel. Dit model moet de levensduur van monopile-funderingen voorspellen, rekening houdend met de gecombineerde effecten van vermoeiing en corrosie.

Windturbinefunderingen worden blootgesteld aan zowel golven en getijden als de mechanische belasting van de turbines, wat kan leiden tot vermoeiingsscheuren. Het project is uitgevoerd door een consortium van TNO, Deltares, TU Delft, Vattenfall, DNV, Ørsted, Eneco, Van Oord, Parkwind, Sif, RWE, Shell, Posco, PPG Coating en Rijkswaterstaat, binnen het GROW-programma voor offshore windenergie.

De ontwikkelde modellen bestaan uit twee componenten: een vermoeiingscorrosiemodel en een fundamenteel model voor het ontstaan van putcorrosie. Dit eerste model houdt rekening met de invloed van de corrosieve omgeving op de putcorrosie en de interactie van de mechanische belasting, die kan bijdragen aan het ontstaan van vermoeiingsscheuren.

De experimenten die binnen het project zijn uitgevoerd, bieden de benodigde input voor de validatie van het model. Deze experimenten omvatten corrosietests in kunstmatig en microbiologisch actief zeewater, kleinschalige testen op staalmonsters met putcorrosie en grootschalige vermoeiingstests.

De experimenten leveren waardevolle gegevens voor het model en helpen bij de validering. Onder andere S-N-curves voor verschillende corrosiebeschermingsmaatregelen, zoals coating en ICCP (Impressed Current Cathodic Protection), zijn gegenereerd. Deze curves dragen niet alleen bij aan het voorspellen van corrosiesnelheden, maar kunnen ook helpen bij het optimaliseren van het ontwerp van monopiles, wat de structurele integriteit en kostenefficiëntie van windturbinefunderingen ten goede komt.

Besparing van ontwerp- en onderhoudskosten

Na de afronding van het C-FLO-project zal de nadruk liggen op het verder valideren van het ontwikkelde model, zodat dit in de praktijk kan worden toegepast om de levensduur van windturbinefunderingen beter te voorspellen. De volgende stappen omvatten de uitbreiding van het model met aanvullende experimentele data en de integratie van de resultaten in de standaard ontwerpprocessen voor offshore windparken. Het verder verbeteren van de voorspelbaarheid van corrosie en vermoeiing zal helpen om zowel de operationele kosten als de ecologische impact van offshore windenergieprojecten te verlagen.

Het model biedt niet alleen mogelijkheden voor kostenbesparing op het gebied van onderhoud, maar kan ook bijdragen aan het optimaliseren van de ontwerpparameters voor monopile-funderingen. Dit maakt het mogelijk om duurzamere en kostenefficiëntere oplossingen te ontwikkelen voor de offshore windindustrie.