H2-FAQ Potentiale optimal nutzen
H2-FAQ - Potentiale optimal nutzen
Antworten auf die Energiewende
Seine enorme Energiedichte eröffnet Wasserstoff das Potential, zu einem der wichtigsten Leistungsträger einer umwelt- und wirtschaftsfreundlichen Energiewende zu werden. Als Experte für Fluidsysteme ist Swagelok Ihr Partner für den sicheren und erfolgreichen Einsatz des Energieträgers.Den Herausforderungen von hohen Drücken, extremen Temperaturschwankungen, Korrosionen, Vibrationen und rauen Umgebungen stellen wir hochqualitative und zuverlässige Lösungen mit lebenslanger Garantie entgegen. Hier erläutern wir, worauf Sie für die nutzbringende Anwendung von Wasserstoff achten müssen. Auf die entscheidenden Fragen bei der Erzeugung, der Lagerung und dem Transport sowie der Nutzung haben wir die Antworten für Sie!
Wie kann Wasserstoffversprödung an den eingesetzten Komponenten vermieden werden?
Wasserstoff ist das kleinste Element unseres Planeten. Seine Moleküle sind so klein, dass sie sogar in das kubische Kristallgitter von häufig verwendeten Werkstoffen wie Edelstahl 316 eindringen können. Die molekularen Verbindungen des sonst so widerstandsfähigen Materials werden dann aufgebrochen. Edelstahllegierungen werden spröde und so rissig wie Gusseisen. Dieses – hier vereinfacht beschriebene Phänomen – nennen Experten Wasserstoffversprödung.
Ein effektiver Korrosionsschutz für Verschraubungen, Ventile und Rohrleitungen ist bei Wasserstoff-Anwendungen darum sehr wichtig. Hierfür legt Swagelok höchste Priorität auf die Zusammensetzung der Werkstoffe und verwendet ausschließlich Edelstahllegierungen mit höheren Chrom- und Nickelanteilen. Der Nickelanteil etwa liegt immer bei mindestens 12 Prozent und damit deutlich über dem von der Fachorganisation „American Society for Testing“ vorgeschriebenen Mindestanteil für Edelstahllegierungen. Das gewährleistet einen dauerhaften Schutz vor Wasserstoffversprödung und fördert die Duktilität und die Korrosionsbeständigkeit der Werkstoffe. Zusätzlich beraten wir Entwickler von Wasserstoffinfrastruktur ganz individuell bei der Auswahl der richtigen Edelstahlkomponenten.
Wie bleibt ein System dauerhaft leckagefreie?
Wasserstoffmoleküle sind so klein, dass sie schon durch kleinste Öffnungen und Spalte entweichen. Sie dringen selbst in viele Materialien ein, die das Gas eigentlich zurückhalten sollen. Eine zusätzliche Herausforderung sind die sehr hohen Drücke von bis zu 700 Bar, auf die das Gas für die Lagerung im Transport- und Verkehrssektor verdichtet wird. Schnelle Temperatur- und Druckschwankungen können zusätzlich die Systemintegrität negativ beeinflussen, sind bei Tankvorgängen jedoch unvermeidbar. Denn der Wasserstoff dehnt sich beim Verlassen des Speichertanks aus. Auch Vibrationen beeinträchtigen die Dichtheit von Verschraubungen.
Darum weisen die Verschraubungen von Swagelok eine Reihe grundlegender Gestaltungsmerkmale auf, die eine langfristige Zuverlässigkeit gewährleisten.
- Dichtflächen und Kontaktlinien
Rohrverschraubungen in Swagelok-Komponenten für Wasserstoff-Anwendungen verfügen über zwei Kontaktlinien mit besonders großen Dichtflächen mit einer Dichtung am Rohr und einer weiteren an der Verschraubung. Damit bieten sie eine entschieden höhere Dichtfähigkeit als herkömmliche Verschraubungen mit nur einer Kontaktlinie auf einer schmalen Fläche. Die Gestaltung macht sie zudem wesentlich unempfindlicher gegenüber Vibrationen in wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen. Ein optimales Spannungsniveau für zusätzliche Abdichtung ermöglichen zudem der leichte Winkel der Kontaktflächen zueinander und spezielle Ausführungen mit zwei Klemmringen -
Haltekonstruktion
Nur eine angemessene Haltekraft gewährleistet die Dichtheit von Verschraubungen. Hohe Drücke bei der Lagerung, heftige Temperaturschwankungen zwischen -40 °C und Umgebungstemperatur sowie dynamische Belastungen durch Kompressoren während des Betankens oder starke Vibrationen im Fahrzeug stellen jedoch hohe Anforderungen. Darum verfügen Swagelok-Verschraubungen über zwei Klemmringe, die unterschiedliche Aufgaben übernehmen. Der vordere, gehärtete Klemmring „verzahnt" die Verschraubung mit der Rohrleitung. Das ermöglicht besonders hohe Druckbereiche. Das Design des hinteren Klemmrings sichert durch eine spezifische Flexibilität Klemmfestigkeit und Haltekraft – und damit Dichtheit – auch bei Bewegungen.
Wie aufwändig ist die Montage der einzelnen Komponenten?
Einwandfrei von Anfang an! Die Effizienz bei der Montage von Wasserstoffinfrastruktur und beim Bau wasserstoffangetriebener Fahrzeuge ist richtungsweisend für ihren Erfolg – funktional und wirtschaftlich.
Hier kommt es auf die richtige Verbindungstechnik an, die Montage-Prozesse vereinfacht und verkürzt. Die FK-Serie von Swagelok bietet dank ihres innovativen Designs beträchtliche Vorteile bei der Montage. Die Gestaltung dieser Klemmringverschraubung stellt eine schnelle, fehlerfreie Handhabung sicher. Der Zeitaufwand hierfür und für die notwendigen Prüfungen verringert sich auf ein Fünftel gegenüber herkömmlichen Konus-/Gewindeverschraubungen. Zudem ist wesentlich weniger Schulungsbedarf für Monteure und kein teures Spezialwerkzeug notwendig.
Welchen Einfluss hat der Speicherdruck auf die Leistungsfähigkeit?
Wasserstoff wird für den Einsatz in mobilen Anwendungen unter hohem Druck gespeichert – so wird die notwendige Energiedichte erzielt. Es gilt die Faustformel: je höher der Druck, desto größer die Reichweite des Fahrzeugs. Je nach Anforderung wird der Wasserstoff in den Fahrzeugtanks bei 350 Bar oder 700 Bar gespeichert. Kurzstreckenflotten werden in der Regel mit 350 Bar Speicherdruck betrieben. Speditionen oder andere Anwender, die lange Strecken zurücklegen wollen, benötigen jedoch Fahrzeuge, in denen der Wasserstoff mit einem sehr hohen Druck von 700 Bar gespeichert wird. Der Vorteil der hohen Reichweite von bis zu 1.000 Kilometern erfordert dabei besonders leistungsfähige Komponenten für Hochdruckanwendungen. Swagelok-Produkte gewährleisten dauerhafte Zuverlässigkeit und Sicherheit im nationalen und internationalen Frachtverkehr.
Warum ist Vibrationssicherheit so wichtig?
Bei mobilen Wasserstoffanwendungen in Lkw, Bussen oder Baumaschinen sind Vibrationen allgegenwärtig. Das Problem: Durch die ständige dynamische Belastung können bei herkömmlichen Konus-/Gewindeverschraubungen winzige Spalte und Undichtigkeiten entstehen – und damit kritische Situationen wie etwa Brände und Explosionen.
Dichtflächen und Haltekonstruktionen der Verschraubungen in Swagelok-Komponenten sind so gestaltet, dass sie auch bei Extrembelastungen dauerhaft sicher dicht sind. Das garantiert Herstellern von wasserstoffangetriebenen Fahrzeugen große Betriebssicherheit und lange Kundenzufriedenheit. Der Schlüssel zur Zuverlässigkeit ist neben den speziellen Dichtflächen eine Gestaltung, die eine einfache, schnelle und immer fehlerfreie Montage gewährleistet
Welche Anforderungen stellen technische Prüfbehörden?
Sicherheit ist neben Wirtschaftlichkeit und Effizienz das wichtigste Kriterium für ingenieurtechnische Entscheidungen. Auch technische Prüfbehörden stellen hohe Anforderungen für den Bau und die Inbetriebnahme von Wasserstoff-Anlagen. Swagelok-Produkte für den Wasserstoffeinsatz sind ganz speziell für diese Anwendung konzipiert und erfüllen selbstverständlich immer alle relevanten Normen und Vorgaben.
Ein Herstellernachweis bestätigt die Regelkonformität aller Fluidsystemkomponenten. Er bietet Herstellern von Infrastruktur oder Fahrzeugen einen sicheren und zugleich einfachen Beleg über die Eignung für den Wasserstoffeinsatz. Beispiele sind die EC-79-Zulassungen für Einzelkomponenten in mobilen Wasserstoffeinheiten in den Druckbereichen 350 Bar und 700 Bar. Viele Swagelok-Komponenten verfügen standardmäßig über diese Zulassungen.
Weitere Fragen?
Details und individuelle Fragen klärt unser Wasserstoff-Spezialist Dennis Heimbürger gern im persönlichen Beratungsgespräch.
Rufen Sie an oder schreiben Sie eine E-Mail:
Mobil: 0151/576 889 73
E-Mail: dennis.heimbuerger@swagelok.com