Werkstoffprüfung und Bauteilprüfung 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 sind eine Herausforderung und gehen weit über Standardprüfungen hinaus. Langjährige Erfahrungen auf diesem Gebiet hat die Materialprüfanstalt (MPA) der Universität Stuttgart. Die MPA setzt hierzu verschiedene servohydraulische Prüfmaschinen von ZwickRoell ein.
Prüfung von metallischen Werkstoffen
Zahlreiche metallische Werkstoffe verspröden unter direktem Wasserstoffeinfluss, was als Folge eine Reduktion der Duktilität und damit der Bruchdehnung bedeutet. Werkstoffkonzepte für diese innovativen Anwendungen müssen daher realitätsnah validiert werden.
Der Wasserstoffeinfluss auf Metalle 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.
Prüfung mit ZwickRoell
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 und damit nahe dem absoluten Nullpunkt. Untersucht werden Verformungs- und Versagensverhalten einschließlich Rissinitiierung und Rissfortschritt bei statischer und schwingender Beanspruchung.
Für die Prüfungen werden servohydraulischen Prüfmaschine der HA-Baureihe 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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