Untersuchungen zur Beständigkeit HFI-geschweißter Rohre für den Wasserstofftransport

Im Zuge des Ausbaus erneuerbarer Energien und dem Ausstieg Deutschlands aus der Kernenergie gewinnt Wasserstoff als alternativer Energieträger zunehmend an Bedeutung. Die neuen Anwendungsfelder erfordern eine Infrastruktur für den Transport und die Speicherung von Wasserstoff in großen Mengen. Im Folgenden wird das Verhalten hochfester, hochfrequenz-induktiv (HFI) geschweißter Leitungsrohrstähle hinsichtlich ihrer Beständigkeit gegenüber Wasserstoff-beeinflusster Korrosion bewertet.

Ziel der Untersuchungen war die Bewertung hochfrequenz-induktiv-geschweißter Rohre hinsichtlich der Beständigkeit gegenüber Rissbildung in Wasserstoff und damit hinsichtlich der Eignung für den Wasserstofftransport.

Die Untersuchungen wurden mit der Methode des Slow Strain Rate Tests an Leitungsrohrmaterial der Güte X70 der Salzgitter Mannesmann Line Pipe GmbH durchgeführt. Sie erfolgten an Rundzugproben aus dem Grundwerkstoff und der Schweißnaht unter praxisrelevanten Bedingungen in 80 bar Wasserstoff sowie in 80 bar Stickstoff als Referenzmedium. Das Material wurde unter einsinniger Belastung bis zum Bruch bei Dehnraten von 2,0 x 10-5 s-1 und 2,0 x 10-6 s-1 geprüft. Die Ergebnisse zeigen keinen signifikanten Einfluss des Wasserstoffs auf die maximale Zugspannung und somit auf die Festigkeit des Werkstoffs. Die ermittelten Zähigkeitskennwerte der Brucheinschnürung sowie der plastischen Dehnung deuten mit Werten über 90 Prozent auf eine hohe Beständigkeit des Materials gegenüber Wasserstoff hin. Weiterhin zeigt die fraktografische Bewertung der Zugproben nach Zerreißen in Stickstoff und Wasserstoff einen duktilen Bruchverlauf ohne Anzeichen eines Sprödbruchs. Eine erhöhte Anfälligkeit des Schweißnahtbereichs in Wasserstoff konnte nicht festgestellt werden. Der untersuchte HFI-geschweißte Leitungsrohrstahl zeigt somit eine hohe Beständigkeit gegenüber Wasserstoff-beeinflusster Korrosion und kann für den Einsatz in Wasserstofftransportleitungen empfohlen werden.



Copyright: © wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH
Quelle: Heft 03 - 2014 (März 2014)
Seiten: 6
Preis: € 6,00
Autor: Dr.-Ing. Michaela Tröger
Dr.-Ing. Christoph Bosch
Dr.-Ing. Holger Brauer

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