Solution: HIC, Wasserstoffversprödung und andere wasserstoffinduzierte Degradationen

Wasserstoff (H2) ist ein relativ kleines Molekül mit spezifischen Eigenschaften, die dazu führen, dass sich seine Wechselwirkung mit Materialien von der vieler, wenn nicht der meisten anderen Gase und Flüssigkeiten unterscheidet.

Die Tatsache, dass Wasserstoff zur Versprödung von Stahl und anderen Metallen führen und Risse (HIC, hydrogen induced cracks) verursachen oder vergrößern kann, ist in der Industrie wohlbekannt. Mit der wachsenden Wasserstoffindustrie nehmen jedoch auch die Anwendungen, in denen H2 eingesetzt wird, rasch zu. So werden viel mehr Werkstoffe mit Wasserstoff in Berührung kommen, und in viel mehr Prozessen wird H2 als Rohstoff oder (Neben-)Produkt eingesetzt werden. Die Literatur über Wasserstoff und seine Auswirkungen auf metallische Werkstoffe ist vielleicht nicht so detailliert, wie es derzeit erforderlich ist, was dazu führt, dass auf dem Markt ein großer Bedarf an Materialwissenschaftlern mit einem guten Verständnis und Erfahrung mit Wasserstoff besteht. TÜV AUSTRIA verfügt über ein umfangreiches Netzwerk von Materialexperten in seinen verschiedenen Prüf- und Inspektionsgesellschaften. Neben diesen internen Ressourcen arbeiten wir auch eng mit renommierten Universitäten und Forschungsinstituten zusammen.

Bei Fragen zu HIC, Wasserstoffversprödung und anderen wasserstoffinduzierten Degradationen kontaktieren Sie uns bitte.

Die Verwirklichung einer Wasserstoffwirtschaft kann nicht nur als eine Aufgabe der Industrie allein betrachtet werden. Vielmehr besteht das globale Ziel der Industrie darin, mit anderen Teilen der Gesellschaft zusammenzuarbeiten, um eine nachhaltige Zukunft zu erreichen und unseren Kindern und Enkeln eine lebenswerte Umwelt zu bieten. Auf der ganzen Welt entwickeln sich die Aktivitäten im Bereich Wasserstoff rasch und es werden neue Projekte angekündigt.

Es ist sehr wahrscheinlich, dass zumindest in der Übergangszeit, wahrscheinlich aber auch langfristig, die bestehende Infrastruktur auch für den Transport von Wasserstoff genutzt werden wird.

Aus diesem Grund befasst sich die derzeitige Diskussion unter Ingenieuren nicht nur mit den Materialien, die für neue Konstruktionen ausgewählt werden sollen, sondern auch mit den Materialien, die in der bereits vorhandenen Infrastruktur verwendet werden. Bei der Erdgasinfrastruktur beispielsweise bestehen die Hauptrohre aus Eisenmetallen (vor allem Stahl), während lokal auch polymere Werkstoffe verwendet werden. In den meisten Haushalten schließlich ist Kupfer das Material der Wahl.

Die physikalische oder chemische Wechselwirkung zwischen Wasserstoff und Polymeren ist nur selten erforscht, und es ist anzumerken, dass es in der Literatur noch keine eindeutigen Beweise gibt.

Die Wasserstoffversprödung von Kupfer ist nur bekannt, wenn die Legierung Sauerstoff (in Form von Kupferoxiden) enthält. Diese Art der Zersetzung ist nicht sehr wahrscheinlich, da Kupferrohre normalerweise aus sauerstofffreiem Kupfer hergestellt werden. Außerdem wird Kupfer in der Regel nur bei niedrigem Druck und niedrigen Temperaturen eingesetzt, was das Risiko einer Materialzersetzung verringert.

Im Gegensatz dazu sind sowohl für Wasserstoff aus der Gasphase als auch für Wasserstoff, der durch elektrochemische Belastung gebildet wird, unterschiedliche Mechanismen der Zersetzung von Stahl bekannt. Es ist bekannt, dass Wasserstoff selbst bei Raumtemperatur in den Stahl eindringen kann, wenn mechanische Belastungen und/oder Wasserstoff vorhanden sind. Dies wiederum führt zu einer Schwächung des Stahls und erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass er versagt. Darüber hinaus kann atomarer Wasserstoff in den Stahl eindringen und sich dann lokal an einer Fehlstelle rekombinieren, was zu einem lokal sehr hohen Druck von Di-Wasserstoff führt. Dies wiederum kann schließlich zur Bildung einer Blase führen. Außerdem kann gasförmiger Wasserstoff bei hohen Temperaturen Kohlenstoffstähle und niedrig legierte Stähle angreifen, was zu Entkohlung und Rissbildung und damit zu einem vorzeitigen Versagen führt. Darüber hinaus können auch Mikroperforation durch Hochdruckwasserstoff (in Kompressoren) und Hydridbildung (bei mehreren Elementen, einschließlich Titan) zu beachtende Zersetzungsmechanismen sein.

TÜV AUSTRIA verfügt über das entsprechende technische Wissen und die Erfahrung, um Sie bei diesen Fragen zu unterstützen. Wasserstoff und die Problematik der Wasserstoffversprödung und der Zersetzungsmechanismen sind unsere tägliche Realität und wir sind intensiv in viele Wasserstoffprojekte involviert. TÜV AUSTRIA verfügt außerdem über ein breites Spektrum an Fachwissen, Kenntnissen und ein geografisch sehr ausgedehntes Netzwerk (d.h. mehr als 50 Büros in 27 verschiedenen Ländern), um zum Erfolg Ihrer Projekte beizutragen.

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