Eine Branche gibt Stoff
Noch befindet sich die Nutzung von Wasserstoff in der Anlaufphase . Aber es ist bereits deutlich , dass H2 eine große Zukunft als Energieträger für die Speicherung und Bereitstellung großer Energiemengen bevorsteht . Thomas Weisschuh , Director Product Management and Innovation bei der AS-Schneider Group , erwartet in etwa fünf Jahren dessen Kommerzialisierung . Bis dahin dürfte es auch eine europäische Norm für Wasserstoff-Armaturen geben .
Der Wasserstoffmarkt ist ein attraktiver Markt , denn es gibt zahlreiche Anwendungen . „ Der Bereich ist riesig breit “, erklärt Thomas Weisschuh . Die Applikationen reichen von der Erzeugung , Speicherung und dem Transport bis zur Nutzung . Dabei sind zum Beispiel bei der Elektrolyse immer gleich drei Medien zu behandeln : H2 , Wasser und Sauerstoff . Von den Anforderungen her sind die Armaturen daher unterschiedlich – je nach Druck , Temperatur und Medienumgang . Neben den Herausforderungen mit dem Medium Wasserstoff müssen sie bei bestimmten Anwendungen – wie zum Beispiel beim Speichern und Tanken – oft auch unter hohem Druck oder bei extrem niedrigen Temperaturen zuverlässig arbeiten .
Instrumentierungsarmaturen von AS-Schneider können auch bei Erdgas-Anwendungen mit beispielsweise einer 20-prozentigen Wasserstoff-Beimischung eingesetzt werden . Foto : AS-Schneider Group
Materialwahl ist zentral Entscheidend bei Wasserstoffapplikationen ist auch die Materialwahl für die Armatur . Die geringste Empfindlichkeit gegenüber Wasserstoffversprödung weisen flächenzentrierte kubische Metallgitter auf , wie sie in austenitischem Stahl – zum Beispiel 316 und 316L – oder Aluminium vorkommen . „ Aber auch bei diesen Werkstoffen ist es wichtig , andere Fallstricke zu vermeiden “, betont Thomas Weisschuh . Im Falle von 316 und 316L hänge die Wasserstoffverträglichkeit beispielsweise vom Nickelgehalt ab . Diese Abhängigkeit ist zwischen Raumtemperatur und etwa -40 ° C am stärksten ausgeprägt . „ Um diesem Effekt Rechnung zu tragen , muss ein Stahl mit entsprechendem Nickelgehalt gewählt werden , sofern auf dem Markt verfügbar . Das Niveau der mechanischen Spannungen im Werkstoff , das bei der Wasserstoffversprödung einen wesentlichen Einfluss hat , kann auch durch eine geringere Auslastung des Bauteils gesenkt werden , wie dies auch bei unlegierten Stählen geschieht .“ Ferner müsse sichergestellt werden , dass nichtmetallische Ventilwerkstoffe wie Dichtungen und Schmiermittel mit Wasserstoff verträglich sind .
Entflammbarkeit im Blick Im Fokus ist auch die hohe Entflammbarkeit von Wasserstoff . Da Wasserstoff das kleinste und leichteste Molekül ist , hat es die Fähigkeit , durch sehr kleine Rillen und Risse zu kriechen und Lecks zu verursachen . Sehr kleine Lecks in einer offenen Umgebung sind möglicherweise nicht gefährlich . „ In einem geschlossenen Raum , wie etwa einem Schutzkasten , können jedoch selbst kleine Lecks ein entflammbares Gemisch erzeugen . Es ist daher sehr wichtig , die Qualifikation und die begleitenden Prüfergebnisse von Wasserstoffventilen sorgfältig zu prüfen “, unterstreicht Thomas Weisschuh .
Thomas Weisschuh Foto : AS-Schneider Group
Wenn bei Wasserstoff-Armaturen eine erweiterte Prüfung neben der mit Luft oder Wasser erfolgen soll , dann liegt zunächst nahe , dass auch Wasserstoff als Prüfmedium verwendet wird , oder ein weniger gefährliches Formiergas mit 95 Prozent Stickstoff und 5 Prozent Wasserstoff .
„ Es ist jedoch eine Herausforderung , eine stabile Prüfumgebung für wiederholte Messungen während der laufenden Produktion zu schaffen .“ Batterieladungen , Schweißarbeiten oder auch normale Atmung könnten dazu führen , dass die Wasserstoffkonzentration in der Umgebung schwankt und die Messungen beeinflusst . „ Aus diesem Grund empfehlen Messexperten die Verwendung von Helium als Prüfmedium für Wasserstoffventile . Die Prüfung mit Helium liefert repräsentativere Ergebnisse , da die Umgebungsbedingungen im Vergleich zum Inertgas wesentlich stabiler sind .“
Nicht nur die eine Armatur für H2 Eine aktuelle Herausforderung rund um Wasserstoff
18 ARMATUREN WELT | AUSGABE 5 | SEPTEMBER 2022