TWI: Schwerpunkte

Die Arbeit des TWI ist schwerpunktmäßig in folgende drei Hauptaktivitäten aufgeteilt:

Das Versagen einer Unterwasserpipeline oder einer Windturbine könnte auf vielen Ebenen katastrophale Auswirkungen haben. TWI untersucht, warum diese Systeme versagen könnten, und arbeitet daran, neue Technologien zu finden, mit denen der problemlose Betrieb und die langfristige Sicherheit dieser Strukturen mit hoher Zuverlässigkeit gewährleistet werden kann. Die Reporterin Robin Ross hat sich angesehen, wie das erreicht werden kann:

Um uns herum ist nahezu alles, was wir sehen, miteinander verbunden. Die sachgerechte Konstruktion verhindert Versagen, und spart nicht nur Geld sondern rettet Menschenleben. Der Versagens-Mechanismus Korrosion, kostet die Welt 3 % ihres Bruttosozialprodukts. Das sind jährlich ca 1,9 Billionen € (2.200.000.000.000 $).

TWI ist mit weltweit 17 Niederlassungen einer der weltführenden Experten in der Werkstoff- und Fügetechnik sowie der Materialprüfung und Analyse von Verbindungen. Es ist eine unabhängige Forschungseinrichtung, die ihren Erfahrungsschatz über 700 industriellen Mitgliedern, wie Boeing, Rolls Royce, Hitachi und BP zur Verfügung stellt sowie The Welding Institute mit über 5500 professionellen Mitgliedern beherbergt.

TWI nutzt seine in der Schadensbegutachtung gewonnene Erfahrung, um Unternehmen mithilfe von Beratung und Training die richtigen Lösungen bei Konstruktionsaufgaben zu finden. Zu jedem beliebigen Zeitpunkt ist das TWI in Forschungsprojekte mit einem Wert von 135 Mio € (120 Mio €) involviert, einige davon sind streng vertraulich, andere werden veröffentlicht.

Zum Beispiel wird der Einflusses von Schwefelwasserstoff H₂S auf die Steigleitung einer Bohrinsel experimentell bewertet. Wenn die Steigleitung durch die Wellen im Meer in Schwingung gerät, muss sichergestellt werden, dass sich Ermüdungsrisse in ihm nicht fortpflanzen können. Dafür wurde in Zusammenarbeit mit den meisten führenden Ölfördergesellschaften ein Prüfstand konstruiert und gebaut, mit dem die für die Lebensdauerprognose von 20-40 Jahren erforderlichen Daten ermittelt werden können.

TWI hat außerdem ein neues Prüfverfahren entwickelt: Es ist ein Untersuchungssystem für Plastikrohre, das eine Menge Geld einsparen kann, da damit auf der Baustelle erstellte Plastikschweißungen oder Rohrleitungen untersucht werden können, die schon mehrere Jahre in Betrieb waren, um sicherzustellen, dass die sie noch langfristig problemlos eingesetzt werden können.

Andere Entwicklungen des TWI schließen das Laserschneiden für die Nuklearindustrie ein, das beim Bau und Rückbau von Kernkraftwerken eingesetzt werden kann, sowie das am TWI erfundene Rührreibschweißen, bei dem ein kleines, sich drehendes Werkzeug in den Spalt zwischen zwei fest eingespannten Metallteilen gepresst wird. Es wird angestrebt, die Produktivität zu steigern, um das Produktionsvolumen zu steigern und die gleichen Bauteileigenschaften bei geringerem Gewicht oder geringeren Kosten zu erzielen, oder sogar bei gleichzeitiger Gewichts- und Kosteneinsparung. Insbesondere hier, ermöglichen die neu entwickelten Verfahren eine positive Wirkung.

Im Vereinigten Königreich von Großbritannien und Nordirland werden nur 6% aller Ingenieursstellen von Frauen besetzt, während es am TWI mehr als 25% sind, die zum Beispiel als Schweißfachingenieurinnen oder Stahlbauerinnen in der Abteilung für Strukturintegrität Fehler in Metallen bewerten und den industriellen Mitgliedern helfen, sich fortzubilden. Für Fitness for Service Begutachtung nach BS 7910 wurde eine CrackWise genannte Software entwickelt, die ziemlich komplexe Prozeduren beinhaltet, so dass nach wie vor eine Menge Know-How erforderlich ist, diese Software effektiv zu nutzen, was durch Software-Support und Training erreicht wird.

Über 25.000 Schulungsteilnehmer werden pro Jahr geschult sowie Doktoranden, Universitätsabsolventen oder Schulabgänger, wie zum Beispiel die Auszubildenden in technischen Berufen, die geholfen haben, einen Prüfstand zu bauen, mit dem die Ankerketten von Bohrinseln geprüft werden können. Den Ingenieurmangel adressiert das TWI durch das National Structural Integrity Research Centre in Zusammenarbeit mit führenden Universitäten, durch das in einer Dekade mehr als 500 Diplomanden und Doktoranden ausgebildet werden sollen. Damit sich die oft exzellente Forschung der Universitäten industriell besser nutzen lässt, will TWI eine Brücke zwischen den Universitäten und der Industrie schlagen.

TWI ist überzeugt davon, dass der zukünftige Erfolg der Industrie weltweit davon abhängt, zusammenzuarbeiten, um Ingenieurwissen zu schaffen und sicherzustellen dass Erfindungen und Forschungsergebnisse vom Labor in die Industrie übertragen werden.

Ob es um eine Rohrleitung im Mittleren Osten, den Schiffbau im Fernen Osten oder das Training vor der eigenen Haustür handelt, die Story ist immer die gleiche: Ohne Fügetechnik geht gar nichts. Wenn es schiefgeht, sind die Konsequenzen nicht absehbar, aber wer es richtig macht, ist im Vorteil. Seit nahezu 9 Jahrzehnten nimmt das TWI weltweit eine Vorreiterrolle dabei ein, Dinge miteinander zu verbinden. Vom Konzept über die Konstruktion bis hin zum Zerlegen und Verschrotten sowie dem Recycling, und falls erforderlich einem Schadensgutachten.

Bei allen Werkstoffen wie Stählen, Leichtmetallen, Kunststoffen und Keramiken in allen Industriesektoren, zu Wasser und zu Lande, in der Luft und im All, bei der fossilen und nuklearen Energieerzeugung – und natürlich bei den erneuerbaren Energiequellen wie Wind und Wellen, Tidenhub und Biokraftwerken sowie der Solarenergie – spielt das TWI eine wichtige Rolle. Seien es die zivile und militärische Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie mit Autos, Lastwagen und Bussen und insbesondere deren umweltfreundliche Alternativen und außerdem die Eisenbahn, Erdbewegung, Rüstung, Schiffbau und Bauindustrie sowie Elektronik und Medizintechnik.

TWI ist eine weltweit für seine Mitglieder operierende Gesellschaft: Lichtbogen-,  Reib-, Elektronenstrahl-, Laser- oder Widerstandsschweißen sind neben dem Beschichten, Bonden und Nieten nur ein Teil des Programms. Die Strukturintegritätsabteilung befasst sich mit risikobasierter Inspektion, planmäßiger Anlagenwartung, Sprödbruch- und Ermüdungsbruchuntersuchungen, dem Einsatz der Finiten-Elemente-Methode sowie der zerstörungsfreien und die zerstörenden Prüfung, sei es statisch oder dynamisch.

Für die Materialprüfung bei Resonanzfrequenz und Vierpunktbiegeproben mit Druck-beaufschlagten Prüfstücken in voller Größe gibt es aufwendige Prüfanlagen sowie eine Korrosionsprüfungseinrichtung, und eine 1000 bar Wasserstoff beaufschlagte Prüfanalage, die das TWI in Lage versetzt haben, millionenschwere Forschungs- und Entwicklungsprojekte zur Integrität von Tiefsee-Öl- und Gasgewinnung durchzuführen.

Mit der Erfahrung in Ermüdungs- und Sprödbruch-Analysen, nimmt das TWI eine weltweit führende Rolle ein bezüglich Richtlinien und Normen für Anlagensicherheit, strukturelle Integrität und Schadensanalyen. Zerstörende Prüfung ist unerlässlich, um die Festigkeit von Fügeverbindungen zu ermitteln, aber was wird gemacht, die Fügestelle bereits in Betrieb ist? Dann kommt TWIs Erfahrung mit zerstörungsfreier Prüfung ins Spiel.

TWI hat seine Flügel in Europa, im Mittleren Osten, in China und Amerika sowie im Fernen Osten in Afrika und Südostasien ausgebreitet. Es ist ein Zentrum für Innovation, das sich auf ein in einem halben Jahrhundert gesammelten Erfahrungs- und Wissensschatz beruft, um die produzierende Industrie zu unterstützen und Training für bis zu 15.000 Kursteilnehmer aus bis zu 60 Nationen pro Jahr durchzuführen. Besonders beachtenswert sind die Tauchschulen zur Ausbildung von Unterwasserschweißern.

TWI blickt auf eine lange Erfolgs- und Erfahrungsgeschichte bezüglich Innovationen zurück, aber seine Wurzeln liegen in der strukturellen Integrität und dem Lichtbogenschweißen als auch in den weniger bekannten Schweiß- und Fügeverfahren sowie Ingenieursdienstleistungen: Vom Verschweißen von wenige 100 Mikrometer dicken Folien, über Millimeter dicke Blechen bis hin hunderten von Millimetern dicken Platten und Rohren sowie zur additiven Fertigung, zum Kleben, Beschichten und dem bleifreien Löten.

Was es die Grundlagenforschung angeht, hat TWI die größte Bibliothek der Welt zur Schweiß- und Fügetechnik sowie der strukturellen Integrität mit einer ‚Weldasearch‘ genannten Datenbank: Fachliteratur zum Abruf übers Internet.