Werkstoff- und Bauteilprüfungen unter Wasserstoffeinfluss
Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft. Das bedingt aber auch umfangreiche Materialprüfungen über dessen Auswirkungen auf metallische Werkstoffe bei Transport und Lagerung. Solche Untersuchungen gehen über Standardprüfungen hinaus. Langjährige Erfahrungen auf diesem Gebiet hat die Materialprüfanstalt (MPA) der Universität Stuttgart. Sie setzt hierzu verschiedene servohydraulische Prüfsysteme von ZwickRoell ein.
Der Wasserstoffeinfluss auf Stahl erfolgt durch direkten Kontakt mit Druckwasserstoff oder anderen wasserstoffhaltigen Medien. Die Auswirkung ist eine Versprödung des Werkstoffs, der dann bei Beanspruchung plötzlich spröde versagt. Diese Versagensmechanismen werden unter anderem bei bruchmechanischen Untersuchungen erforscht.
Das Prüfspektrum der MPA Stuttgart umfasst unter anderem das Werkstoffverhalten in Druckwasserstoff sowie in Flüssigwasserstoff bei Temperaturen von 563 K bis hin zu 4 K – also nahe dem absoluten Nullpunkt. Untersucht werden Verformungs- und Versagensverhalten einschließlich Rissinitiierung und -fortschritt bei statischer und schwingender Beanspruchung.
Für die Prüfungen werden servohydraulischen Prüfmaschinen der HA- und HC-Baureihe von ZwickRoell mit einer dynamischen Nennkraft von bis zu 100 kN eingesetzt. In die Prüfmaschinen sind als Standard Druckwasserstoff-Behälter bis 400 bar integriert. Für Sonderausführungen sind 1.000 bar möglich.
Die Wasserstoffdruckaufbereitung erfolgt über einen Wasserstoffkompressor. Mit den Prüfmaschinen werden unter anderem Untersuchungen der Bruchmechanik an CT-Proben, des Slow Strain Rate Verhaltens (SSRT), oder der Ermüdungseigenschaften mittels gekerbter Gewindeproben durchgeführt.
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