Ga naar de inhoud van de pagina

Materials Center Leoben gebruikt de HA 100 voor precieze materiaalanalyse onder invloed van waterstof

Case study

  • Klant: Materials Center Leoben Forschung GmbH
  • Locatie: Leoben, Oostenrijk
  • Branche: Onderzoeksinstellingen & universiteiten, Metaal, Tests in onderaanneming
  • Onderwerp: MCL: Testen van materialen en componenten onder invloed van waterstof

Januari 2025

Het Materials Center Leoben (MCL) gebruikt de ZwickRoell HA 100 servohydraulische testmachine voor materiaaltests onder invloed van waterstof. Met een autoclaaf (tot 400 bar, -50 °C tot +150 °C) en uiterst precieze meettechnologie kunnen metalen betrouwbaar getest worden. Dankzij de mogelijkheid om elke quasi-statische, breukmechanische of dynamische test uit te voeren op macroscopische samples (bv. LCF , da/dN , J1C / K1C levert de machine cruciale gegevens voor materiaalontwikkeling bij extreme condities. De directe methode met potentiaalval (DCPD) wordt gebruikt voor het meten van de scheurlengte.

Taak Competenties Oplossing Resultaat Producten

Materials Center Leoben Forschung GmbH

MCL vestigt nieuwe normen voor materiaaltests

Het Materials Center Leoben (MCL) is een toonaangevende onderzoeksinstelling gespecialiseerd in de ontwikkeling, de optimalisatie en het karakteriseren van materialen voor industriële toepassingen. MCW werd opgericht in 1999 en groeide van bij het begin uit tot een competente partner voor de industrie. De eigenaar weerspiegelt de academische wortels: De Montanuniversität Leoben, Joanneum Research, Leoben Holding, de Austrian Academy of Sciences, de Vienna University of Technology en de Graz University of Technology. Als competentiecentrum voor materialen en oppervlakken, ondersteunt MCL partners bij de ontwikkeling van sterk presterende duurzame materialen, in het bijzonder op vlak van micro-elektronica, mechanisch ontwerp, energietechnologie en lucht- en ruimtevaart.

Een belangrijk onderzoeksgebied is de analyse van de waterstofcompatibiliteit van materialen. Waterstof is een milieuvriendelijke energiebron, maar kan schade veroorzaken aan de microstructuur van materialen en zo hun mechanische eigenschappen beïnvloeden. Daarom concentreert MCL haar onderzoek op interacties met waterstof en de door het waterstof veroorzaakte materiaalveranderingen. De verkregen resultaten helpen bij het ontwikkelen van methoden voor het optimaliseren van materialen en methoden voor veilig ontwerp van componenten voor waterstofrijke omgevingen.

MCL baat ook een ISO IEC 17025 geaccrediteerd testlaboratorium uit, met de belangrijkste testmethoden voor mechanische tests op metalen zoals hardheidsmetingen, trektests, breukvastheid, scheurvorming en vermoeiingstests. MCL levert ook oplossingen voor numerische simulatie en ontwikkelen van materiaalmodellen om materiaalgedrag te voorspellen en processen efficiënter te maken. Expertises en materiaalanalyse zijn cruciaal voor het identificeren van zwakke punten in een vroege fase en het verhogen van de duurzaamheid van onderdelen. Dankzij interdisciplinaire expertise en nauwe samenwerking met industrie en onderzoek, draagt het instituut aanzienlijk bij tot de ontwikkeling van innovatieve en duurzame materiaaloplossingen voor de toekomst.

ZwickRoell kerncompetenties

  • Innovatieve ZwickRoell totaaloplossing voor waterstof (“alles uit een enkele bron”) was economisch de beste keuze.
  • Vele jaren ervaring met geïnstalleerde ZwickRoell machines.
  • Uitvoeren van verschillende breukmechanische tests.
  • Bewezen ZwickRoell machinekwaliteit.
  • Sterke software- en kalibratie-oplossing (testXpert).

De taak

Precies onderzoek naar schadegedrag onder invloed van waterstof

MCL Forschung GmbH levert belangrijke materiaalgegevens voor het ondersteunen van wetenschap en industrie bij de ontwikkeling van materialen voor waterstoftoepassingen. Hun focus ligt op het onderzoeken van schadegedrag (materiaalveranderingen, scheurvorming en scheurgroei) in verschillende materialen -voornamelijk metalen- na contact met waterstof.

Via uitgebreide karakterisatie bij variërende druk en temperatuur, simuleert MCL reële condities - bijvoorbeeld voor producenten van waterstofpijpleidingen en tanks. Ze onderzoeken hoe scheurtjes zich ontwikkelen, groeien en de scheurweerstand van materialen beïnvloeden.

De verkregen gegevens zijn cruciaal voor de ontwikkeling van veilige en duurzame materialen die voldoen aan de vereisten van waterstofinfrastructuur. Klanten uit verschillende sectoren, zoals energie en transport, gebruiken hun conclusies om hun producten te verbeteren. MCL ondersteunt actief de verdere ontwikkeling van en zoektocht naar innovatieve oplossingen in waterstoftechnologie.

De ZwickRoell oplossing

Servohydraulische testmachine HA 100

De HA 100 servohydraulische testmachine werd gebouwd voor MCL om materialen te karakteriseren onder invloed van waterstof. De HA 100 is uitgerust met een geïntegreerde autoclaaf voor drukken tot 400 bar en temperaturen van -50 °C tot +150 °C. Deze machine levert precieze metingen voor kracht en verlenging, en maakt het mogelijk ter plaatse scheurgroei te meten met de directe potentiaalmethode. Een stroom wordt door het sample geleid, waarbij de potentiaalverandering door de scheurgroei en dus onrechtstreeks de scheurgroei zelf precies gemeten wordt.

Met deze speciale uitrusting kan MCL quasi-statische tests, breukmechanica en vermoeiingstests (HCF, LCF) uitvoeren op samples met verschillende afmetingen. Om de tests nauwkeurig uit te voeren, is het belangrijk dat alle meetsensoren (zoals kracht, scheuropening, rek maar ook directe scheurlengtemeting) betrouwbaar en uiterst precies werken, zelfs bij extreme condities (bv. hoge druk, temperatuur). We besteden bijzondere aandacht aan dit aspect, bv. met betrekking tot drukgecompenseerde uiterst precieze krachtmetingen in het lage en het hoge krachtbereik, zodat het systeem en de sensoren voldoen aan alle vereisten van de norm op vlak van nauwkeurigheid.

Voor de precieze meting van de scheurlengte wordt bij MCL al jarenlang de directe potentiaalvalmethode (DCPD) gebruikt naast de vaak gebruikte indirecte methode. Zo wordt de scheurlengte precies, betrouwbaar en veilig gemeten, essentieel voor complexe breukmechanische tests (J-R curves en vermoeiingsscheurgroei). Op vlak van software voor de testmachine lag de focus op het verzekeren dat de belangrijkste genormeerde testmethoden voor materiaaltests op metaal, zoals trektests, breukmechanica, scheurgroei en rekgestuurde vermoeiingstests, uitgevoerd en geëvalueerd konden worden.

Dankzij de hierboven vermelde apparatuur, vormt de HA 100 een totaaloplossing voor onderzoek en ontwikkeling, maar ook testdienstverlening voor waterstoftechnologie. Ze helpt MCL bij het ontwikkelen van veilige en efficiënte materialen voor de toekomst.

Het resultaat

Efficiënte en precieze materiaaltests

Dankzij de HA 100 kan MCL nu complexe mechanische tests uitvoeren in een omgeving onder druk met waterstof of waterstofgasmengsels, bij testtemperaturen van -50 °C tot 150 °C. Deze uiterst precieze testoplossing helpt MCL zich te specialiseren in onder andere breukmechanica onder invloed van waterstof, en de uitdagingen van waterstofinvloed het hoofd te bieden.

Met 25 jaar ervaring in materiaaltests heeft MCL al ruime expertise op vlak van methoden. MCL baat ook een ISO IEC 17025 geaccrediteerd testlaboratorium uit met momenteel 18 testprocedures rond mechanische tests. Zo garanderen ze dat de geleverde tests van hoge kwaliteit en betrouwbaar zijn, met genormeerde testprocedures. MCL wil ook tests in waterstofatmosfeer onder accreditatie brengen. Dankzij de HA100 heeft MCL nu een voordeel ten opzichte van de concurrentie. De reden: Hun vele jaren ervaring met genormeerde testprocedures kan nu onmiddellijk toegepast worden in waterstofatmosfeer, waardoor de efficiëntie en het kostenplaatje van hun diensten verbeteren. MCL levert snelle en betrouwbare resultaten, en helpt klanten bij het ontwikkelen van veilige en goed presterende materialen en producten. Op die manier is MCL ideaal gepositioneerd om te voldoen aan de strengere vereisten van de industrie, en de ontwikkeling van innovatieve materialen aan te drijven.

“De combinatie van hoge precisie en flexibiliteit maakt dat we zelfs complexe tests onder invloed van waterstof efficiënt en precies kunnen uitvoeren, en innovatieve materiaaloplossingen kunnen ontwikkelen.”

Dr. Stefan Marsoner,
Afdelingshoofd Materials & Services, Materials Center Leoben Forschung GmbH.

Bent u op zoek naar de juiste oplossing op vlak van waterstof?
Ligt uw focus op efficiënte tests en precieze gegevens?

Wij adviseren u uitgebreid en vrijblijvend over testoplossingen voor waterstof.

Krijg vandaag nog de informatie die u nodig heeft

Producten passend bij de case study

Wellicht bent u ook geïnteresseerd in

Waterstof | Materiaaltests in waterstofatmosfeer onder druk - autoclaaf
Tot 400 bar, speciale versies tot 1.000 bar
naar Waterstof | Materiaaltests in waterstofatmosfeer onder druk - autoclaaf
Waterstoftests
Mechanische materiaaltests in de waterstofindustrie
naar Waterstoftests
Top