H2Leichtbaurohr: Entwicklung und Validierung von höherfesten Leichtbaurohren für die Erzeugung, den Transport und die Anwendung von Druckwasserstoff

Projektbeschreibung

Hochfeste Leichtbaurohre für den Wasserstofftransport bei hohen Drücken können einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele leisten. Ziel des Projekts H2Leichtbaurohr war die Entwicklung und Validierung hochfester und hochduktiler Leichtbaurohre für Wasserstoffdruckleitungen sowie der zur Qualifizierung notwendigen Prüfverfahren. Unter Druckwasserstoff wurde im Rahmen dieses Projekts gasförmiger Wasserstoff für Anwendungen von der Erzeugung bis hin zum Abnehmer mit Drücken bis 1.000 bar verstanden. 

Neben dem Einsatz von innovativen Werkstoffkonzepten und dem damit verbundenen Produktions-Know-How zeichnete sich das Vorhaben durch die Entwicklung und Erprobung von effizienten Prüfverfahren aus. Bislang existieren keine genormten Prüfverfahren und Probengeometrien, um die Lebensdauer von Rohren unter Einfluss von Druckwasserstoff für den industriellen Einsatz zu qualifizieren. Ein entsprechendes Prüfkonzept wurde im Projekt entwickelt. Daraufhin erfolgte die Validierung der entwickelten Rohre. 

Teilvorhaben Fraunhofer IWM: Entwicklung eines Lebensdauermodells für höherfeste Leichtbaurohre für Druckwasserstoff-Anwendungen

Da Rohre in Verteilleitungen, die Druckwasserstoff führen, viel kleiner als Transportpipelines sind, ist eine bruchmechanische Werkstoffcharakterisierung und Lebensdauerbewertung nach der ASME B31.12 und dem DVGW-Merkblatt G 464 nicht möglich. Zudem existieren bisher keine genormten Prüfverfahren oder Probengeometrien, um Wasserstoffrohre für den industriellen Einsatz zu qualifizieren.

Am Fraunhofer IWM wurde eine effiziente Prüftechnik mit einem speziell für Leichtbaurohre zugeschnittenen Wasserstoffautoklaven entwickelt und aufgebaut. Die Entwicklung und Validierung eines anrissbasierten Lebensdauermodells für wasserstoffführende Rohre erfolgte auf Basis der im Wasserstoffautoklaven ermittelten Wöhlerkurven. Dieses Lebensdauermodell ermöglicht den industriellen Herstellern und Betreibern von Leichtbaurohren, die im Betrieb erfahrenen Belastungen zu bewerten und die Betriebsdauer von typischen Belastungsszenarien präzise vorherzusagen.