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© Yali Shi - Fotolia.com
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Stahl im Wasser
Vom Supertanker über Ölplattformen bis zu Offshore-Windkraftanlagen - Stahlriesen der Meere
Kolumbus ist bis nach Amerika gekommen - den Anforderungen moderner Industrienationen hätten seine Schiffe allerdings nicht genügt. Nicht nur, dass sie mangels Motorisierung sehr langsam waren; auch der Transport größerer Mengen Öl wäre mit ihnen zum Beispiel undenkbar gewesen. Dementsprechend wird wohl auch niemand, der sich einen Supertanker vorstellen soll, an eine Konstruktion aus Holz und Segeltuch denken. Ob die Phantasie allerdings ausreicht, sich die Dimensionen der „Knock Nevis“, dem größten Schiff der Welt, auszumalen, steht auf einem anderen Blatt.
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© choucashoot - Fotolia.com
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Keine Frage - dank der Industrialisierung ist Holz, das viele Jahrhunderte der Werkstoff Nummer eins im Schiffsbau war, längst vom Stahl verdrängt worden. Gleichzeitig hat die Notwendigkeit, immer größere Mengen an Gütern und Rohstoffen möglichst wirtschaftlich zu transportieren, zur Konstruktion immer größerer Schiffe geführt. Den Höhepunkt dieser Entwicklung stellt der Öltanker „Knock Nevis“ dar. Er war 1979 unter dem Namen „Seawise Giant“ von einer Reederei in Hong Kong in Betrieb genommen und bereits nach seiner Jungfernfahrt 1980 in einem mehrmonatigen Umbau um 80 Meter verlängert wurde - von ursprünglich 378,45 auf 458,45 Meter. Sein Fassungsvermögen beträgt 652 Millionen Liter Rohöl.
Der Supertanker wechselte im Laufe der Zeit mehrfach den Besitzer und damit seinen Namen. Nachdem er 1988 im Iran-Irak-Krieg unter Beschuss geraten und dadurch nicht mehr einsatzfähig war, wurde er von einer norwegischen Reederei gekauft, in „Jahre Viking“ umbenannt und einer Generalüberholung unterzogen, bei der allein 3200 Tonnen Stahl verbaut wurden.
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© ThyssenKrupp Stainless AG
Duplexstähle zeichnen sich durch hohe Korrosionsbeständigkeit aus, auch im Salzwasser
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Die größten doppelwandigen Öltanker der Welt wurden 2002 in Südkorea gebaut, es handelt sich um die TI Oceania und ihre drei Schwesterschiffe TI Africa, TI Asia und TI Europe. Die Stahlhaut dieser Supertanker ist drei bis vier Zentimeter dick, die beiden Außenwände haben einen Abstand von zwei bis drei Metern, was die Kolosse der Meere noch voluminöser erscheinen lässt. Ein Problem, das sich daraus ergibt: Der Bremsweg von Supertankern ist mehrere Kilometer lang, sie sind schwierig zu manövrieren und können aufgrund ihres Tiefgangs nur wenige Häfen anlaufen.
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© Petar Lazic - Fotolia.com/skyphoto - Fotolia.com
Mitten im Meer: Offshore-Ölplattform müssen den riesigen Wassermassen und hohem Wellengang standhalten
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Vom Öltransport zur Ölförderung ist es gedanklich nur ein kleiner Schritt. Und auch bei der Konstruktion von Offshore-Anlagen, also den Bohrinseln in Küstennähe, spielen bestimmte Stahlvarianten eine große Rolle: vor allem Duplexstähle, die sich durch hohe Korrosionsbeständigkeit - auch im Salzwasser - auszeichnen. Die finnische Werft Technip Offshore Finland in Pori hat sich auf sogenannte Spar-Bohrinseln spezialisiert, die unter anderem deshalb besonders gefragt sind, weil sie im Golf von Mexiko die Hurrikane Katrina und Rita überstanden haben. Die Firma hat ihre kompletten Stahlkonstruktionen schon um die halbe Erde bis nach Malaysia geliefert - trotz der hohen Transportkosten. Im Gegensatz zu verschiedenen anderen Plattformen, denen gemeinsam ist, dass sie über Stahlgerüstbeine fest mit dem Meeresboden verankert werden, handelt es sich bei der Spar-Insel um eine schwimmende Variante, bei der die gesamte aus Beton oder Stahl gefertigte Unterkonstruktion als Ballast- oder Lagertank dient; die Arretierung erfolgt lediglich über Stahlseile und Anker.
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© RWE Dea
Die Bohr- und Förderinsel Mittelplate produziert das 'schwarze Gold' ohne Zwischenfall seit 1987 aus dem größten deutschen Erdölfeld
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Ein besonders bemerkenswertes Beispiel für eine Offshore-Anlage stellt die vom RWE betriebene Bohr- und Förderinsel Mittelplate im südlichen Teil des Schleswig-Holsteinischen Wattenmeeres dar, weil sie in einem Gebiet errichtet wurde, das als Nationalpark unter Naturschutz steht. Seit Produktionsbeginn im Jahr 1987 wurden auf der Plattform mehr als 20 Millionen Tonnen Öl aus einer Tiefe von bis zu 3000 Metern gefördert. Das zugrundeliegende Sicherheitskonzept ist weltweit einzigartig: Die Förderinsel wurde sozusagen als flüssigkeitsdichte Stahl- und Betonwanne auf dem Watt des Mittelplate-Ölfeldes errichtet. Zum offenen Meer ist sie durch elf Meter hohe Spundwände aus Stahl gesichert, durch die von außen nichts nach innen und von innen nichts nach außen dringen kann. Die Wanne ist so konstruiert, dass sie im Schadensfall sogar mehr Öl auffangen könnte, als auf der Insel überhaupt vorhanden ist.
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© BARD/Balzer
Fundamentstruktur für die schwimmende Bohrinsel, die im September 2008 zur Errichtung der Nearshore-Windkraftanlage in die Außenjade vor Hooksiel nördlich von Wilhelmshaven verschifft wurde
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Auf dem Festland, nur wenige Kilometer entfernt, gibt es einen Betrieb, der sich auf eine andere Art von Offshore-Anlagen spezialisiert hat, bei denen ebenfalls Stahl eine entscheidende Rolle spielt: Seit dem Jahr 2008 fertigt die zur BARD-Gruppe gehörende Cuxhaven Steel Construction GmbH Gründungsstrukturen für Offshore-Windkraftanlagen. Und zwar in 'Windeseile': Im Frühjahr 2009 ist die Serienfertigung der jeweils etwa 490 Tonnen schweren Kolosse in einer eigens errichteten, riesigen Montagehalle angelaufen. Ziel dieses weltweit einzigartigen Projektes ist es, jährlich bis zu 100 komplett ausgerüstete Fundamenteinheiten auszuliefern. Bei Vollauslastung werden im Betrieb schätzungsweise 150.000 Tonnen Stahl pro Jahr verarbeitet.
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© Jan Will - Fotolia.com
Expeditionen in der Arktis und Antarktis: Der Eisbrecher Polarstern
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Stahl im Wasser hat sicherlich meistens, aber nicht immer etwas mit wirtschaftlichen Aspekten zu tun. Das 1978 vom Bundesminister für Forschung und Bildung in Auftrag gegebene und 1981 fertiggestellte Schiff „Polarstern“ zum Beispiel ist ein als Eisbrecher konzipiertes Forschungs- und Versorgungsschiff, das bis zum März 2008 auf 47 Expedition in der Arktis und Antarktis Daten für die Polar- und Meeresforschung gesammelt hat. Sein aktueller Einsatz, bei dem es um die Einbringung von Eisensulfat als Düngemittel für Meeresalgen in der Antarktis geht, ist zwar umstritten, die Bedeutung des Schiffes für die Forschung wird dadurch allerdings nicht geschmälert.
Vielfalt an Anwendungsgebieten
Die behandelten Anwendungsgebiete stellen nur eine Auswahl dar; es lassen sich zahlreiche weitere Beispiele für die Verbindung von Stahl und Wasser finden - sei es im U-Boot-Bau, bei der Verlegung von Pipelines, bei der Meerwasserentsalzung bzw. Trinkwasseraufbereitung oder der Reparatur von auf dem Meeresboden verlegten Datenkabeln. So sind zum Beispiel nach dem Tsunami-Erdbeben im Dezember 2006 die beschädigten Telefon- und Internetkabel von Spezialschiffen mithilfe von langen Stahlseilen an die Oberfläche geholt worden. Überraschend ist die Vielfalt an Verwendungsmöglichkeiten eigentlich nicht: Seine gute Verarbeitungsfähigkeit, Rostbeständigkeit und Umweltverträglichkeit sind drei der positiven Eigenschaften, die den Stahl auch im Wasser glänzen lassen.
Die behandelten Anwendungsgebiete stellen nur eine Auswahl dar; es lassen sich zahlreiche weitere Beispiele für die Verbindung von Stahl und Wasser finden - sei es im U-Boot-Bau, bei der Verlegung von Pipelines, bei der Meerwasserentsalzung bzw. Trinkwasseraufbereitung oder der Reparatur von auf dem Meeresboden verlegten Datenkabeln. So sind zum Beispiel nach dem Tsunami-Erdbeben im Dezember 2006 die beschädigten Telefon- und Internetkabel von Spezialschiffen mithilfe von langen Stahlseilen an die Oberfläche geholt worden. Überraschend ist die Vielfalt an Verwendungsmöglichkeiten eigentlich nicht: Seine gute Verarbeitungsfähigkeit, Rostbeständigkeit und Umweltverträglichkeit sind drei der positiven Eigenschaften, die den Stahl auch im Wasser glänzen lassen.
BARD Engineering
Duplex-Stahl zur Erdölförderung auf hoher See
Offshore-Technologie: Beispiel Hebron, Neufundland/Kanada
Ölrausch im Watt
Forschungsschiff Polarstern darf die Weltmeere düngen
Kurzbeschreibung: Verschiedene Filme zeigen den Weg von der Stahl-Gewinnung bis zum Endprodukt aus diesem Material.
Themenauflistung: Herstellung, Schmiedestücke, Bleche, Draht, Oberflächenbeschichtung, Tailored Blanks
Herausgeber/Autor: Stahl-Informations-Zentrum
Ausgabe: 2009
Zielgruppe: Schülerinnen und Schüler, Lehrkräfte, Studierende
Verwendungszweck: Berufswahl, allgemeine Information
Max. Bestellmenge: 1
Themenauflistung: Herstellung, Schmiedestücke, Bleche, Draht, Oberflächenbeschichtung, Tailored Blanks
Herausgeber/Autor: Stahl-Informations-Zentrum
Ausgabe: 2009
Zielgruppe: Schülerinnen und Schüler, Lehrkräfte, Studierende
Verwendungszweck: Berufswahl, allgemeine Information
Max. Bestellmenge: 1