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Ein finnisches Energieunternehmen saniert Stromschnellen-Kanäle zur Erzeugung von Wasserkraft. Die Schleusentore und Hochwasserklappen werden aus Lean-Duplex LDX 2101® von Outokumpu konstruiert, um über zwei Jahrhunderte einen durchgehenden und weitgehend wartungsfreien Betrieb zu gewährleisten.

Projekt zur Sanierung der Tammerkoski-Stromschnellen. Entwurfszeichnung: Pontek Oy

Die durch das Zentrum der traditionsreichen finnischen Stadt Tampere fließenden Tammerkoski-Stromschnellen treiben vier Wasserkraftwerke an. Hier erfolgte die Gründung der Stadt mit dem Beginn der industriellen Produktion vor über 200 Jahren. Im Rahmen eines Sanierungsprojekts sollen die beiden Kanäle für die Stromschnellen über mehrere Jahre auf einen Standard verbessert werden, der diesem kulturell und historisch wichtigen Ort entspricht. „Da wir an einem Kulturdenkmal arbeiten, müssen alle neuen Strukturen und Geräte von äußerst hoher Qualität und Langlebigkeit sein“, sagt Projektmanager Seppo Tattari vom Energieunternehmen Tampereen Energiantuotanto Oy, das mit dem Bauprojekt betraut ist. Die Lebensdauer der sanierten Kanäle soll 200 Jahre betragen. Über die letzten einhundert Jahre wurde der Wasserfluss in den Kanälen durch Baustrukturen und Geräte kontrolliert, die jetzt am Ende ihrer Betriebslebensdauer angelangt sind. Die alten Hochwasserklappen sind weitgehend aus Holz gefertigt. Es würde Stunden dauern, sie zu öffnen. „Die Ausfallszenarien von heute unterscheiden sich grundlegend von denen vor einem Jahrhundert. Heutige Kraftwerke haben eine Vielzahl von Sicherheitseinrichtungen“, erläutert der leitende Ingenieur Paavo Hassinen von Pontek Oy, dem Unternehmen, das für den Entwurf und die Konstruktion des Sanierungsprojekts verantwortlich ist. Lösung für maximierte Lebensdauer Entwurf und Konstruktion des Projekts begannen im Jahr 2005. Hassinen zu den neuen Schleusentoren und Hochwasserklappen: „Zuerst sollten die Tore und Klappen aus Kohlenstoffstahl fabriziert werden, abgesehen von bestimmten beweglichen Teilen, die schlecht zu streichen waren. Aber die Entscheidung fiel schließlich auf Edelstahl.“ Dabei wurden zwei austenitische Standardgüten ausgewählt. Schon bald nach dem Projektstart stellte sich ein Team von Outokumpu unter Leitung des Verkaufsleiters Seppo Koli in Tampere ein. Dieser erinnert sich: „Das Projekt war in allen Aspekten eine optimale Anwendung für unseren Lean-Duplex-Edelstahl LDX 2101®.“ Es war nicht schwer, das Unternehmen Pontek davon zu überzeugen. Statt Kohlenstoffstahl wurde Duplex LDX 2101® als Material für alle wichtigen Baukomponenten der Tore und Klappen ausgewählt.

Die Tammerkoski-Schleusentore und -Hochwasserklappen im Bau. Fotos: Tuomas Kaira, Pontek Oy

„Es liegt allein an Outokumpu, dass wir uns für dieses Material entschieden haben“, gibt Hassinen zu. Die Sanierung der Tammerkoski-Stromschnellen ist das bisher größte Edelstahlprojekt für Pontek.

Die Vorteile der Lösung

Es gibt zahlreiche Vorteile für den Einsatz von LDX 2101® in dieser Anwendung. Hassinen führt die hohe Festigkeit des Materials an (Duplex-Edelstähle weisen eine fast doppelt so hohe Festigkeit wie austenitische Edelstähle auf). Die resultierenden dünneren Materialstärken haben viele Vorteile. „Die Tore und Klappen sind leichter als die aus herkömmlichen Materialien, daher benötigen wir weniger hydraulischen Antrieb zum Öffnen und Schließen. Das geringere Gewicht führt außerdem zu Einsparungen in der Produktion.“

Hassinen betont insbesondere die Preisstabilität des Duplex-Edelstahls (aufgrund des niedrigen Nickelgehalts): „Es handelt sich hier um ein langfristiges Projekt. Mit Duplex-Edelstahl können wir gewährleisten, dass die Kosten nicht außer Kontrolle geraten.

Dank der guten Korrosionsbeständigkeit muss LDX 2101® nicht speziell beschichtet werden, sodass keine Instandhaltung erforderlich ist. Die Tammerkoski-Schleusentore und -Hochwasserklappen werden aber aus ästhetischen Gründen angestrichen, damit sie sich nahtlos in die Steinstrukturen dieser historisch bedeutungsvollen Umgebung einfügen.

Seppo Koli führt weitere Vorteile von Duplex LDX 2101® an: adäquate Beständigkeit gegen Loch- und allgemeine Korrosion, hervorragende Beständigkeit gegenüber Spannungsrisskorrosion sowie gute Schweißbarkeit und Zerspanbarkeit. Das Material ist allgemein verfügbar und die Erfahrungen beim weltweiten Einsatz sind durchgehend positiv. Beim Tammerkoski-Projekt schützt die ausgezeichnete Oberflächenhärte des Materials gegen Verschleiß durch Eis und Unrat im Wasser.

Edelstahl ist nicht nur über die gesamte Betriebslebensdauer ein zuverlässiges Material, sondern am Ende zudem vollständig recycelbar. Somit trägt Edelstahl zu einer nachhaltigen Gesellschaft bei – ein wichtiger Aspekt für Organisationen im öffentlichen Sektor, z. B. städtische Versorgungsunternehmen. Bis zu 90 Prozent der speziellen Edelstähle von Outokumpu werden aus recyceltem Stahl hergestellt.

Top-Unternehmen erfüllen gemeinsam genaueste Anforderungen

„Aufgrund der engen Toleranzen bei den Toren und Klappen muss die Herstellung äußerst exakt erfolgen“, so Tero Purhonen vom finnischen Unternehmen Naaraharju Oy, einem Spezialisten für schwere Stahlkomponenten, der mit der Konstruktion der Tammerkoski-Schleusentore und -Hochwasserklappen befasst ist.

Die Fabrikation erfolgt in problemloser Zusammenarbeit zwischen Naaraharju und dem Plate Service Center von Outokumpu in Jyväskylä, in Finnland. Die vom Outokumpu-Werk für warmgewalzte Bleche in Degerfors in Schweden gelieferten Duplex-Platten werden im Service-Center auf montagefertige Komponenten zugeschnitten. Im Interesse einer optimierten Montage wird die jeweilige Schneidmethode (Plasma- oder Wasserstrahlschneiden) von Fall zu Fall mit Naaraharju abgesprochen. Das Service-Center stellt dem Unternehmen Naaraharju die Komponenten als Just-in-time-Lieferungen zum Schweißen und zur Oberflächenbehandlung bereit.

Purhonen merkt an, dass sich die Schweißeigenschaften von Duplex LDX 2101® nicht von denen anderer Duplex-Edelstähle unterscheiden, beim Beizen – der Oberflächenbehandlung – aber besondere Sorgfalt erforderlich ist. „Outokumpu stellt uns bei allen möglichen Fragen technische Unterstützung bereit, und wir richten uns gern nach ihren Empfehlungen“, sagt er abschließend in Anerkennung der engen Zusammenarbeit zwischen den Unternehmen. „Outokumpu bietet uns immer einen exzellenten Service.“