Abschlussbericht SubseaSlide - Entwicklung extrem verschleißbeständiger, energieeffizienter und zuverlässiger Gleitkomponenten für Anwendungen im Subsea-Bereich; Vorhaben: Möglichkeiten und Grenzen der Laserbearbeitung SiC-gebundener Diamantkeramikwerkstoffe

Abstract

Neue Technologien, insbesondere auch die Elektromobilität, führen zu einem rasant steigenden Bedarf an Ressourcen, deren Versorgungssicherheit aus verschiedenen Gründen immer kritischer wird. Daher gewinnen Technologien enorm an Bedeutung, mit denen Rohstoffe ökonomisch und umweltschonend aus dem Meer gefördert werden können. Eine große Herausforderung ist dabei die Absicherung störungsfreier Abläufe, da durch Stillstand, Wartung und Reparatur mariner Anlagen und Systeme enorme Kosten verursacht werden. Daraus resultiert der dringende Bedarf an Werkstoffen und Komponenten, die unter extremen Bedingungen zuverlässig funktionieren und möglichst nicht gewartet werden müssen. Schlüsselkomponenten sind in solchen Systemen häufig Lagerungen und dynamische Dichtungen, da diese zusätzlich hohen Reibungs- und Verschleißbeanspruchungen ausgesetzt sind. SiC-gebundene Diamantwerkstoffe sind extrem belastbar und verschleißbeständig. Sie zeigen weder korrosiven Effekte noch eine nachweisbare zeit- und belastungsabhängige Abnahme der Festigkeit. Die prinzipielle Eignung der Werkstoffe ist nachgewiesen. Um diese auf einen höheren Technologiereifegrad (TRL) zu heben und die Eignung für Subsea-Technologien sicherzustellen, war es unerlässlich, die Werkstoffund Fertigungstechnologie für größere Komponenten mit Durchmessern von etwa 300 mm zu entwickeln. Insbesondere die Bearbeitungstechnologien war zu entwickeln, wobei laserunterstützte Trenn- und Schleifmethoden als wichtigste Techniken betrachtet wurden. Die Komponenten mussten außerdem in das System integriert und die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit überprüft werden. Schließlich war eine Demonstration mit Nachweis der Machbarkeit und die Darstellung des technologischen Potenzials zu erbringen. Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens war die Entwicklung und Qualifizierung von höchst leistungsfähigen und zuverlässigen Komponenten aus SiC-gebundener Diamantkeramik für ressourcen- und energieeffiziente Lagerungen und Gleitringdichtungen in Pumpen und anderen Aggregaten für Subsea-Anwendungen.