Kan aluminium erstatte stål i høyspentmaster? Aluminium er lett, og har ubegrenset formbarhet. Statnett og mange flere er nysgjerrige. Sammen har de utviklet testmasten Alma. Den inneholder åtte profiler som aldri har vært laget før. NTNU hjalp til å finne de beste.
Alma ble høytidelig døpt hos Kapp Aluminium ved Mjøsas bredd 24. oktober. FOU-direktør Sonja Berlijn i Statnett var gudmor. Champagneflaska knuste på første forsøk.
Mange helikopterturer spart
De neste fem årene skal Statnett montere rundt 2 500 master. Halvparten er utskifting av gamle master, resten er nyanlegg.
Mange av mastene står så ulendt til at de må fraktes med helikopter. I snitt trengs tolv turer for å få på plass en stålmast. Alma veier fem og et halvt tonn, halvparten av en stålmast. Mange kroner er spart hvis antallet helikopterturer kan halveres.
Riktig nok er aluminium dyrere, men Statnett er opptatt av fortrinnene:
– Hvis regnestykkene viser at prisen blir lik, vil vi ta i bruk aluminium. Redusert vekt betyr mindre behov for montering på stedet. Det gjør jobben lettere og sikrere for montørene, sier Håkon Borgen. Han er konserndirektør for teknologi og utvikling i Statnett. På sikt er målet å fjerne behovet for montering over bakkenivå. Dette er bakgrunnen for IPN-prosjektet AluMast, der Alma er første, håndgripelige resultat.
Alma på bakken, 5,5 tonn i alt. Foto: Lena Knutli.
Når knekker den?
Forsker Marius Andersen er NTNUs mann i prosjektet. Etter å ha forsvart doktorgraden sin i SFI SIMLab, ble han engasjert av AluMast for å forske på oppførselen til og modelleringen av aluminiumssøyler. Han har arbeidet spesielt med den mekaniske responsen til aksialbelastede tynnveggete aluminiumsrør. Målet: Å unngå knekking og kollaps. I arbeidet sitt har Andersen benyttet seg av de numeriske simuleringsmetodene og de eksperimentelle teknikkene som er tilgjengelige hos SIMLab.
NTNU-forsker Marius Andersen studerte tynnveggete aluminiumsrør som del av AluMast-prosjektet. Foto: Lena Knutli.
Arbeidet hans var en av faktorene som hjalp til å velge de femten profilene som skulle gi Alma optimale egenskaper. Av og til fører vellykket forskning til at løsningen man har forsket på blir forkastet. I Marius Andersens tilfelle viste hans nitide gransking av rør at de ikke var det optimale valget for store deler av konstruksjonen. Én viktig grunn var behovet for å skru sammen deler med bolter og muttere. Dermed ble halvmåneformede profiler foretrukket.
Perfekt pasta
Alle profilene er produsert hos Hydal på Raufoss, Norges største pastafabrikk. Og da snakker vi om aluminiumspasta. Faguttrykket for det som skjer når aluminiumsbarrer blir varmet opp til optimal temperatur og presset gjennom en form, er ekstrudering. Profilene blir laget av samme legering, 6082, som mastene som ble produsert for 45 år siden. Da satte Hydro opp en serie master ved produksjonsanlegget sitt i Årdal, men det stoppet der.
Åtte av Almas profiler har aldri vært laget før. Det sier en god del om hvor mye forskning og utvikling som er satt inn i prosjektet. Det illustrerer også pasta-egenskapene til aluminium: Bare fantasien setter grenser. I denne sammenhengen er målet at masten skal stå imot enhver tenkelig kombinasjon av strekk, sammenpressing, vridning, vibrasjon og temperatur uten at det går ut over Almas slanke fasong.
Halvmåneprofilen viste seg nyttig. Den tillater bolter i sammenføyningene. Foto: Lena Knutli.
Enkelte steder ble rørprofilene som Marius Andersen studerte, foretrukket. De ble utstyrt med sveisede finner for å tillate boltede koblinger. Foto: Lena Knutli.
Dør ung
Alma dør ung. Trøsten er at hun får oppleve en masse underveis. Profilene har allerede vært vindtestet. Etter dåpen gikk hun gjennom vibrasjonstester hos Kapp Aluminium. Deretter ble hun demontert og sendt til Sevilla i Spania for videre testing. I den aller siste blir hun presset til hun ikke klarer mer.
Målet er å finne ut hvor mye Alma tåler. Hun må være i stand til å takle alle forhold hun kan tenkes å bli utsatt for i det virkelige livet. Samtidig må hun ikke være for sterk. Hvis hun er det, kan hun lages enda lettere.
IPN
AluMast-prosjektet som har produsert Alma, er et IPN-prosjekt, Innovasjonsprosjekt i næringslivet. IPN-prosjektene administreres av Forskningsrådet. Målet er å hjelpe industrien gjennom å bidra til forskning.
AluMast omfatter hele kjeden i et typisk IPN-prosjekt, med forskninga til Marius Andersen og andre i den ene enden. SINTEF Raufoss Manufacturing har spilt en viktig rolle som pådriver, mens Hydro har skaffet aluminium og ekspertise. Statnett er kunden i den andre enden. Deres ønske har vært å framskaffe en aluminiumsmast som både er tilpasset de høyeste spenningsnivåene og nordisk klima og topografi.
Aktive deltakere i AluMast-prosjektet: F.v. Tore Tryland i SINTEF Raufoss Manufacturing og Trond Furu i Hydro. Foto: Lena Knutli.
Etter dåpen understreket alle partnerne hvor nyttig det har vært for prosjektet at alle partene i kjeden har samarbeidet. AluMast er finansiert gjennom egeninnsats hos partnerne og en bevilgning på ti millioner fra Forskningsrådet. I tillegg har Statnett og Innovasjon Norge bidratt med to millioner kroner hver.