Projekte

InterLASER

Steigerung der Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit durch Beschichten mit extremen Hochgeschwindigkeitsverfahren (InterLASER)

Programm: KMU-innovativ: Produktionsforschung
Bekanntmachung: KMU-innovativ (bis 2015)
Wettbewerb: 11. Runde, Stichtag 15.10.2012

Kurzbeschreibung:
Ziel des KMU-i- Verbundprojektes war es, Beschichtungsverfahren zu entwickeln mit denen es möglich ist, dünnmetallische Schutzschichten und mehrlagige metallisch-hartmetallische Kombinationsschutzschichten mit hoher Qualität auf der Bohrrohrinnenseite und auf der komplexen Schraubenkontur eines Mud-Motor-Rotors aufzubringen. Im Fokussatnd dabei die Entwicklung des Hochgeschwindigkeits-Laserauftragsschweißens in Verbindung mit dem Hochgeschwindigkeitsflammspritzen sowie anschließendem Laserumschmelzen.

Projektdauer: 01.06.2013 − 30.11.2015

Projektkoordinator:
Goetz Matthaeus
Thermico GmbH & Co. KG
Telefon: +49 231 477307-303
E-Mail: goetz.matthaeus@thermico.de

Ansprechpartner bei PTKA:
Dipl.-Ing. Ulrike Kirsten
Telefon: +49 721 608-31411
E-Mail: ulrike.kirsten@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

Problemstellung
Komponenten der Öl- und Gasförderung unterliegen extremen Beanspruchungen. Bohrgestänge und Mud-Motor-Rotoren (Rotoren der Schlammpumpe) sind dabei besonders beanspruchte Bauteile. Stand der Technik für die Innenbeschichtung von Bohrgestängen ist derzeit die Kunststoffbeschichtung. Diese Beschichtung hält jedoch den größeren Temperatur- und Erosionsbelastung bei tieferen Bohrungen nicht stand. Mud-Rotoren werden auf dem Außenumfang mittels dem Spray and Fuse-Verfahren beschichtet. Die Beschichtung weist eine geringe Oberflächenqualität auf und führt zu erheblichem Aufwand in der Nacharbeit.

Projektziel
Ziel des KMU-innovativ-Projektes war es daher, neue Beschichtungsverfahren zu entwickeln mit denen es möglich ist, dünnmetallische Schutzschichten und mehrlagige metallisch-hartmetallische Kombinationsschutzschichten mit hoher Qualität auf der Bohrrohrinnenseite und auf der komplexen Schraubenkontur eines Mud-Motor-Rotors aufzubringen.

Vorgehensweise
Im Fokus standen dabei die Entwicklung des Hochgeschwindigkeits-Laserauftragsschweißens und dem Hochgeschwindigkeitsflammspritzen mit anschließendem Laserumschmelzen. Diese Verfahren bieten das Potenzial, die wachsenden Anforderungen zu erfüllen. Risiken bei dem Forschungsvorhaben lagen u.a. im Neuheitscharakter der Systemtechnik und der Erfüllung der hohen Qualitätsanforderungen an das Beschichtungssystem und die Wirtschaftlichkeit der Verfahren. Dazu musstenen die Pulverzuführdüsen, Innenbearbeitungsoptiken und Innenbrenner weiterentwickelt und die Grenzen der Beschichtungsprozesse neu definiert werden.In dem Verbundvorhaben erfolgte eine beispielhafte Umsetzung anhand der Innenbeschichtung eines verkürzten Bohrgestänges und die Beschichtung der komplexen Außenkontur eines verkürzten Mud-Motor-Rotors. Die Untersuchungen im Labormaßstab wurden erfolgreich absolviert. Des Weiteren wurden im Rahmen einer Konzeptstudie Innenbearbeitungsoptik und HVOF-Innenbrenner mit Innenverlängerungen für die tatsächlichen Bauteilgrößen ausgelegt.

Anwendungspotenzial
Das Projektkonsortiumstellte die technologischen Erkenntnisse potenziellen Endanwendern vor und die am Projekt beteiligten assoziierten Anwender dienten dabei als Referenzpartner. Weitere Akquise soll über Präsentationen auf Tagungen und Fachmessen erfolgen.Es ist vorgesehen, neue Anwendungsfelder aus Branchen, wie z.B. Luft- und Raumfahrt, Verkehrstechnik (Fahrzeugindustrie), Maschinenbau, Kunststoffverarbeitung, zu erschließen.

Publikationen

KMU-innovativ "Forschung für die Produktion von morgen"
Erscheinungsjahr: 2014
Beschreibung: Die Broschüre informiert über das Forschungsförderprogramm und laufende Forschungsvorhaben von produzierenden KMU. Für Unternehmen, die auf den dargestellten Fach- und Forschungsgebieten kooperieren möchten, dient die Broschüre als Basisinformation.

Projektträger

Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen

+49 (0)721 608-25281
+49 (0)721 608-992003

info@ptka.kit.edu
Standort Dresden
PTKA

Ansprechpartner

Sekretariat Karlsruhe

Celina Gabber und Solvig Grünitz

+49 (0)721 608-25281
zentralessekretariat@ptka.kit.edu

Sekretariat Standort Dresden

Heike Blumentritt

+49 (0)721 608-31435
heike.blumentritt@kit.edu