Fertigungseinflüsse bei H2-Bauteilen

Die Fertigungstechnologie bestimmt wesentlich, wie gut ein Bauteil in einer Wasserstoffumgebung funktioniert. Schweißnähte sind häufig kritische Schwachstellen und können Mikrorissbildung, Porenbildung begünstigen. Rauheiten und Mikrorisse aus der Oberflächen-bearbeitung sind potenzielle Eintrittsstellen für Wasserstoff. Auch die Wärmebehandlung beeinflusst über die Mikrostruktur und den Spannungszustand die Wasserstoffaufnahme. In der additiven Fertigung bergen Porosität und Inhomogenitäten Risiken. Wir bewerten und optimieren die relevanten Fertigungsprozesse.

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FAQs - Beispiele für KundenFragen
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FAQs – Beispiele für Kundenfragen

Jede Fragestellung ist individuell und die Antwort ist kundenspezifisch. Mit den Antworten bekommen Sie einen ersten Eindruck davon, wo wie bei der Klärung ansetzen. Sprechen Sie uns an. Gemeinsam suchen wir einen (unverbindlichen) Lösungsweg für Ihre Herausforderung.

Können manche Fertigungsverfahren zu einer Wasserstoffaufnahme während der Fertigung führen?

Insbesondere galvanische Beschichtungsprozesse und Schweißprozesse können zu einer fertigungsbedingten Wasserstoffaufnahme führen. Die lokale Wasserstoffkonzentration in Bauteilen bestimmen wir mit der thermischen Desorptionsspektroskopie (TDS).

Wie bekomme ich Wasserstoff wieder aus dem Bauteil heraus?

Die Wasserstoffkonzentration im Bauteil kann durch eine Wärmebehandlung reduziert werden. Mit Diffusionsmodellen berechnen wir die dafür richtige Temperatur und die passende Dauer. Vor und nach der Wärmebehandlung kann die Wasserstoffkonzentration experimentell ermittelt werden.

Welche Fertigungsschritte führen zu einer erhöhten Anfälligkeit im Wasserstoffbetrieb?

Viele Fertigungsschritte verändern die Mikrostruktur und Eigenspannung der Werkstoffe und damit ihre Interaktion mit Wasserstoff. Potenziell kritisch sind zum Beispiel Schweißnähte, die Defektdichte aus additiven Fertigungsverfahren oder Gussprozessen oder die Versetzungsdichte nach der Kaltverformung

Welchen Einfluss haben Oberflächeneigenschaften auf die Wasserstoffaufnahme?

Oberflächeneigenschaften wie z.B. Rauheit, Eigenspannungen und Oxidschichten beeinflussen die Wasserstoffaufnahme des Bauteils. Der exakte Einfluss der Oberflächeneigenschaften auf die Wasserstoffaufnahme ist komplex und Gegenstand aktueller Forschungen.

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Referenzprojekte

EU PilgrHYm

Wasserstoff-Pipelines

Der Transport von Erdgas durch Pipelines hat sich seit Jahrzehnten als sicher und effizient erwiesen. Die Dekarbonisierung der europäischen Industrie und die Reduzierung der CO2-Emissionen erfordern jedoch, dass ein erheblicher Teil der bestehenden Pipeline-Infrastruktur für den Transport von gasförmigem Wasserstoff unter hohem Druck quer durch den Kontinent, von den Produktionsstätten bis zu den Endverbrauchern, genutzt wird. Die Pipelines, die ursprünglich für Erdgas ausgelegt wurden, gelten nicht als H2-fähig, und die Fernleitungsnetzbetreiber müssen ihre Kompatibilität mit Wasserstoff nachweisen. Die bestehenden Normen, wie z. B. ASME B31.12, werden oft als zu konservativ und nicht förderlich für die Entwicklung von reinen Wasserstoffnetzen angesehen.

Projektprofil: EU PilgrHYm

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Publikationen

Michler T.; Oeser S.
Surface modification to mitigate gaseous hydrogen effects in a 1800 MPa martensitic steel
Engineering Failure Analysis 167/Part B (2024) Art. 109086, 10 Seiten Link

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