В центре исследований материалов в Леобене используют машину HA 100 для точного анализа материалов под воздействием водорода
Случай из практики
- Заказчик: Materials Center Leoben Forschung GmbH
- Город: Леобен, Австрия
- Отрасль: Институты и академия, металлы, испытания на заказ
- Тема: MCL: испытания материалов и готовых изделий под воздействием водорода
Январь 2025
В центре исследований материалов в Леобене (MCL) используют сервогидравлическую машину HA 100 фирмы ZwickRoell для испытаний материалов под воздействием водорода.С помощью автоклава (до 400 бар, -50 °C - +150 °C) и высокоточной техники для измерения усилия, деформации и длины трещины можно, кроме всего прочего, проводить прецизионные испытания на механику разрушения.Благодаря возможности проводить любые квазистатические, динамические испытания и испытания на механику разрушения макроскопических образцов (например, LCF , da/dN , J1C / K1C машина предоставляет решающие данные для разработки материалов в экстремальных условиях.При этом также используется метод постоянного тока (DCPD) для измерения длины трещины.
Materials Center Leoben Forschung GmbH
Компания MCL устанавливает новые стандарты в области испытаний материалов
Центр исследований материалов в Леобене (MCL) представляет собой ведущий исследовательский институт в области материаловедения, специализирующийся на разработке, оптимизации и определении характеристик инновационных материалов для промышленного применения. Компания MCL была основана в 1999 году как общество с ограниченной ответственностью и с самого начала зарекомендовала себя как компетентный партнер для промышленного сектора. Владельцы отражают его крепкие академические корни: Горный университет Леобена, компания Joanneum Research, компания Leoben Holding, Австрийская академия наук, Венский технический университет и Грацский технический университет. Являясь центром экспертизы материалов и поверхностей, компания MCL оказывает своим партнерам поддержку в разработке эффективных и экологически безопасных материалов, особенно в области микроэлектроники, машиностроения, аэрокосмической промышленности и энергетики.
Важной областью исследований является анализ водородной совместимости материалов. Водород как экологически чистый энергоноситель может вызывать повреждение микроструктуры материалов и тем самым влиять на их механические свойства. Поэтому компания MCL фокусируется на исследованиях взаимодействия водорода с материалами и связанных с этим изменениях материалов под воздействием водорода. На основе полученных результатов разрабатываются методики для оптимизации материалов, а также методы безопасного проектирования компонентов для сред с высоким содержанием водорода.
Также компания MCL располагает испытательной лабораторией, аккредитованной по ISO IEC 17025, в которой используются наиболее важные методы механических испытаний металлических материалов: определение твердости, испытание на растяжение, вязкость разрушения, усталостный рост трещины и усталостные испытания. Кроме того, компания MCL предлагает решения в области численного моделирования и разработки материалов на основе моделей для точного прогнозирования поведения материалов и повышения эффективности процессов. Анализ повреждений и материалов имеет решающее значение для выявления потенциальных слабых мест на ранней стадии и увеличения срока службы изделий. Благодаря междисциплинарному опыту и тесному сотрудничеству с промышленным сектором и научными кругами институт вносит значительный вклад в разработку инновационных и экологически безопасных решений в области материалов для будущего.
Высшая компетентность фирмы ZwickRoell
- Инновационное решение фирмы ZwickRoell в области водорода („всё из одних рук“) как наиболее экономичный комплексный пакет.
- Многолетний опыт, поскольку машины фирмы ZwickRoell уже имеются в наличии.
- Проведение различных испытаний на механику разрушения.
- Зарекомендовавшее себя качество машин фирмы ZwickRoell.
- Мощное программное обеспечение и решение для калибровки (testXpert).
Задача
Точное исследование характеристик повреждения под воздействием водорода
Для разработки материалов, подходящих для применения в среде водорода, компания MCL Forschung GmbH предоставляет важные данные о материалах, которые оказывают поддержку как науке, так и промышленности. Основное внимание уделяется исследованию поведения повреждений (изменения материала, образование и распространение трещин) в различных материалах, особенно в металлах, как только они вступают в контакт с водородом.
Комплексное определение характеристик при различных температурах и значениях давления позволяет специалистам компании MCL моделировать реальные условия применения, например, для производителей водородных магистралей, резервуаров и трубопроводов. При этом изучаются вопросы о том, возникают ли трещины и как они возникают, растут ли они и изменяется ли трещиностойкость материалов.
Полученные данные являются решающими для разработки безопасных и долговечных материалов, отвечающих требованиям к водородной инфраструктуре. Заказчики из различных отраслей (например, производство энергии и транспорт) извлекают выгоду из этих знаний для улучшения своей продукции. Компания MCL активно поддерживает дальнейшее развитие и поиск инновационных решений в области водородных технологий.
Решение фирмы ZwickRoell
Сервогидравлическая испытательная машина HA 100
Сервогидравлическая испытательная машина HA 100 была изготовлена для компании MCL для определения характеристик материалов под воздействием водорода. Машина HA 100 оборудована встроенным автоклавом, который генерирует давление до 400 бар и способен работать при температуре от -50 °C до +150 °C. Эта машина обеспечивает прецизионные измерения усилия и деформации, а также позволяет точно измерять распространение трещины в нужном месте с помощью метода потенциалов постоянного тока. При этом методе через образец пропускают ток и измеряют изменение потенциала в результате образования трещины и, таким образом, точно определяют распространение трещины.
Это специальное оборудование позволяет специалистам компании MCL проводить как квазистатические испытания, так и испытания на механику разрушения и усталостные испытания (HCF, LCF) с высокой степенью универсальности в плане размеров образцов. Для прецизионного проведения испытаний важно, чтобы все датчики (датчик силы, расширения трещины, деформации, а также длины трещины в нужном месте) выполняли измерения надежно и с максимальной точностью даже в экстремальных условиях (например, при высоких давлениях, температурах). Этому было уделено особое внимание (например, что касается высокоточного измерения усилия с компенсацией давления в диапазоне как низких, так и высоких усилий), так что данная система также соответствует всем требованиям стандартов в плане точности этих датчиков.
Для очень прецизионных измерений длины трещины система может использовать не только общепринятый метод податливости, но и метод потенциалов постоянного тока (DCPD), который уже много лет применяется в компании MCL. Это обеспечивает очень точное, надежное и безопасное измерение длины трещины, что имеет важное значение для комплексных испытаний на механику разрушения (кривые J-R, а также рост усталостной трещины). В программном обеспечении испытательной машины особое внимание было уделено возможности проведения и оценки важнейших стандартизированных методов испытаний металлов на растяжение, измерения вязкости разрушения, определения роста усталостных трещин и регулируемых по деформации усталостных испытаний.
Благодаря названному выше специфическому оборудованию машина HA 100 представляет собой комплексное решение как для исследований и разработок, так и для испытаний в области водородных технологий. Она оказывает поддержку специалистам компании MCL при разработке безопасных и эффективных материалов для будущего.
результат
Эффективные и прецизионные испытания материалов
Благодаря машине HA 100 специалисты компании MCL теперь смогут проводить комплексные механические испытания в среде водорода и других водородных газовых смесей под высоким давлением и при температуре от -50 °C до 150 °C. Это высокоточное решение позволяет компании MCL специализироваться, кроме всего прочего, на механике разрушения в водородной среде, успешно решая проблемы, связанные с воздействием водорода.
Имея около 25 лет опыта в области испытаний материалов, компания MCL уже обладает всеобъемлющими методическими знаниями. Кроме того, компания MCL располагает испытательной лабораторией, аккредитованной по ISO IEC 17025, в которой в настоящее время реализуются 18 методов механических испытаний, что обеспечивает их высочайшее качество и надежность. Специалисты компании MCL также планируют включить в аккредитацию методы испытаний в водородной атмосфере. Использование машины HA100 обеспечивает компании MCL конкурентное преимущество. Основание: многолетний опыт применения стандартных методов испытаний в будущем может быть использован непосредственно в водородной атмосфере, что повысит эффективность и экономичность услуг. Кроме того, компания MCL может предоставлять быстрые и надежные результаты, помогая своим заказчикам разрабатывать безопасные и эффективные материалы и изделия. Соответственно, у компании MCL есть все возможности для удовлетворения растущих потребностей отрасли и стимулирования разработки инновационных материалов.
„Сочетание высокой точности и универсальности позволяет нам эффективно и прецизионно проводить даже сложные испытания под воздействием водорода и разрабатывать инновационные решения."
Д-р Штефан Марсонер,
руководитель отдела материалов и услуг, Materials Center Leoben Forschung GmbH.
