Bruchmechanische Prüfungen von Werkstoffen für Gasleitungen zur Bewertung der Wasserstofftauglichkeit: Erste Ergebnisse

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01252_2020_10-11_02
Durch die Umwandlung des Stroms in Wasserstoff lässt sich der Anteil der nutzbaren erneuerbaren Energien erheblich steigern, da eine Entkopplung der erzeugten Energiemenge von der aktuell genutzten Energiemenge erfolgt und überschüssige Energie gespeichert werden kann. Eine kostengünstige Möglichkeit, in kurzer Zeit eine effektive und funktionierende Infrastruktur für den Wasserstofftransport aufzubauen wäre gegeben, wenn bestehende Pipelines, die zurzeit für den Erdgastransport genutzt werden, auf den Transport von Wasserstoff umgestellt würden. Für einen Wasserstofftransport im deutschen Gasnetz ist die Bewertung der Rohrleitungen auf Wasserstofftauglichkeit sowie die Anpassung des DVGW-Regelwerks notwendig. Bislang ist die Bewertung von Stahlbauteilen auf Tauglichkeit für den Einsatz von bis zu 100 % Wasserstoff nur im amerikanischen Regelwerk ASME B 31.12 [1] beschrieben. Es bietet sich daher an, die Bewertung entsprechend ASME B 31.12 zu übernehmen und in den relevanten DVGW-Regelwerken zu verankern. Zur Überprüfung der bis heute in Deutschland eingesetzten Stähle wäre es allerdings erforderlich, zumindest stichprobenhaft bruchmechanische Untersuchungen unter Druckwasserstoffatmosphäre durchzuführen. Die dabei ermittelten bruchmechanischen Kennwerte sollten mit den der ASME B 31.12 zugrunde liegenden Ergebnissen verglichen werden, um die Anwendbarkeit auf die in Deutschland verwendeten Stähle zu validieren. In diesem Zusammenhang wurde ein Projekt mit den Partnern OGE, TÜV NORD, TÜV SÜD und der MPA Universität Stuttgart initiiert, das durch den DVGW im Rahmen eines Forschungsvorhabens fortgesetzt wird. Im nachfolgenden Fachbericht wird über erste bruchmechanische Prüfungen unter dem Medium Wasserstoff an Leitungswerkstoffen berichtet und ein Vergleich zu bereits vorhandenem Datenmaterial durchgeführt.
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Titel Bruchmechanische Prüfungen von Werkstoffen für Gasleitungen zur Bewertung der Wasserstofftauglichkeit: Erste Ergebnisse
Autoren Von Christian Engel, Ulrich Marewski, Guntram Schnotz, Horst Silcher, Michael Steiner und Stefan Zickler
Erscheinungsdatum 27.10.2020
Seitenzahl 4
Format PDF
Sprache Deutsch
Beschreibung Durch die Umwandlung des Stroms in Wasserstoff lässt sich der Anteil der nutzbaren erneuerbaren Energien erheblich steigern, da eine Entkopplung der erzeugten Energiemenge von der aktuell genutzten Energiemenge erfolgt und überschüssige Energie gespeichert werden kann. Eine kostengünstige Möglichkeit, in kurzer Zeit eine effektive und funktionierende Infrastruktur für den Wasserstofftransport aufzubauen wäre gegeben, wenn bestehende Pipelines, die zurzeit für den Erdgastransport genutzt werden, auf den Transport von Wasserstoff umgestellt würden. Für einen Wasserstofftransport im deutschen Gasnetz ist die Bewertung der Rohrleitungen auf Wasserstofftauglichkeit sowie die Anpassung des DVGW-Regelwerks notwendig. Bislang ist die Bewertung von Stahlbauteilen auf Tauglichkeit für den Einsatz von bis zu 100 % Wasserstoff nur im amerikanischen Regelwerk ASME B 31.12 [1] beschrieben. Es bietet sich daher an, die Bewertung entsprechend ASME B 31.12 zu übernehmen und in den relevanten DVGW-Regelwerken zu verankern. Zur Überprüfung der bis heute in Deutschland eingesetzten Stähle wäre es allerdings erforderlich, zumindest stichprobenhaft bruchmechanische Untersuchungen unter Druckwasserstoffatmosphäre durchzuführen. Die dabei ermittelten bruchmechanischen Kennwerte sollten mit den der ASME B 31.12 zugrunde liegenden Ergebnissen verglichen werden, um die Anwendbarkeit auf die in Deutschland verwendeten Stähle zu validieren. In diesem Zusammenhang wurde ein Projekt mit den Partnern OGE, TÜV NORD, TÜV SÜD und der MPA Universität Stuttgart initiiert, das durch den DVGW im Rahmen eines Forschungsvorhabens fortgesetzt wird. Im nachfolgenden Fachbericht wird über erste bruchmechanische Prüfungen unter dem Medium Wasserstoff an Leitungswerkstoffen berichtet und ein Vergleich zu bereits vorhandenem Datenmaterial durchgeführt.
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