Ermüdungsfestigkeit feuerverzinkter HV-Schrauben in Ringflanschverbindungen von Windenergieanlagen - Bewertung des Randschichteinflusses bei Schrauben mit großen Durchmessern

HV-Schraubengarnituren mit großen Durchmessern kommen bevorzugt in Ringflanschverbindungen von Windenergieanlagen zum Einsatz. Zur Gewährleistung eines zuverlässigen Korrosionsschutzes werden die Garnituren feuerverzinkt. Der Einfluss der Feuerverzinkung auf die Ermüdungsfestigkeit großer HV-Schrauben wurde bislang jedoch nicht abschließend untersucht. Zudem sind Wöhlerlinien, die für die Bemessung der Schrauben in Ringflanschverbindungen angewendet werden, nur begrenzt für große Schraubendurchmesser validiert. Anhand der in diesem Beitrag vorgestellten experimentellen Untersuchungen wird der Einfluss der Feuerverzinkung auf die Ermüdungsfestigkeit großer HV-Schrauben systematisch analysiert. Es zeigt sich, dass durch die Feuerverzinkung die zyklische Beanspruchbarkeit der Schrauben maßgeblich reduziert wird. Der zugrundeliegende Schädigungsmechanismus kann mit Hilfe abgebrochener Schwingversuche gekerbter Proben dokumentiert und beschrieben werden. Die Ergebnisse der Schwingversuche an hochfesten Schrauben M36 werden mit gültigen normativen Regelwerken verglichen.

Fatigue strength of hot-dip galvanized high-strength bolt systems in ring-flange connections of wind turbines - Assessment of the boundary layer effect for bolts with large diameters.
High-strength bolt systems with large diameters are widely used in ring-flange connections of wind turbines. For reliable protection against corrosion, the bolts are hot-dip galvanized. However, until now the effect of galvanizing on the fatigue strength of bolts with large diameters is still under investigation. Moreover, applicable S-N curves for the verification of bolts in ring-flange connections are mostly validated on smaller bolts. In the investigations, presented in this paper, the effect of hot-dip galvanizing on the fatigue strength of large-size bolts is systematically analyzed. The results show that the cyclic load bearing capacity of the bolts is significantly reduced by the zinc coating. The corresponding damage mechanism is documented by use of aborted fatigue tests on notched specimens. Based on the fatigue test results on high-strength bolts M36 valid normative regulations are discussed.