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01. November 2022

H2 und Schweißen (H2-SuD)

Einfluss des Schweißens auf die Wasserstoffaufnahme und Degradation im Betrieb befindlicher H2-Ferngasleitungen (DVGW-Innovationsprogramms Wasserstoff - G 202131)
Was muss beim Schweißen von wasserstoffführenden Rohrleitungen beachtet werden?; © Ontras
Forschungsprojekt
Projektbeschreibung

Projektlaufzeit: 11.2022 - 10.2025

Projektstatus: laufend

Förderkennzeichen: G 202131

Ziele und Methodik

Anhand verschiedener Versuche soll im Projekt H2 und Schweißen untersucht werden, ob die vorgeschlagenen Werkstoffe unter typischer Betriebsbeanspruchung Wasserstoff aufnehmen und Degradationserscheinungen zeigen. Hierfür werden folgen Untersuchungen durchgeführt:

  • Versuche im Autoklav unter konstantem Wasserstoffdruck, um Kenntnis des unter Betriebsbedingungen (Druck, Temperatur) vorliegenden Wasserstoffgehaltes und ggf. bereits daraus resultierender Degradation zu erhalten
  • instrumentierte Schweißversuche an ausgewählten Werkstoffen und Stößen zur Ermittlung der an der Rohrinnenseite vorliegenden Temperaturen, sowohl unter realen Bedingungen im Labor als auch im Industriebetrieb 
  • Charakterisierung der erstellten Schweißverbindungen anhand metallografischer Schliffe in Begleitung von Härtemappings von Schweißgut, Wärmeeinflusszone und Grundwerkstoff
  • Numerische Simulation des im Querschnitt vorliegenden Temperaturfeldes und Berechnung der H-Diffusion

 

Hintergrund

Die Umstellung der Wirtschaft auf wasserstoffbasierte Energieversorgung soll in Deutschland vor allem auf Basis der Umstellung des bestehenden Erdgasnetzes erfolgen. ­Dabei sollen ca. 90 % dieser Fernleitungsnetze auf dem bestehenden Erdgasnetz basieren [4]. In ähnlicher Weise betrifft dies auch die Verteilnetze auf regionaler bzw. lokaler Ebene.

Die Beimischung von Wasserstoff zum Erdgas und langfristig auch der reine Wasserstofftransport werfen jedoch die Frage auf, ob und wie kompatibel die eingesetzten Materialien - sprich die Bestands- und Neustähle für die neue Gaszusammensetzung sing.  Die Reparatur- und Erweiterungsfähigkeit von Erdgas-Bestandspipelines ist zu klären, wenn diese auf Wasserstoff umgestellt werden. Denn gerade Gashochdruckleitungen müssen regelmäßig gewartet und erweitert werden, um einen ordnungsgemäßen Betrieb sicherzustellen. 

Insbesonder das Schweißen unter Betriebsdruck bzw. an in Betrieb befindlichen Gasleitungen ist eine der wichtigsten Instandhaltungstechnologien, unabhängig von der Zusammensetzung des geförderten Mediums. Es ist daher dringend notwendig, eine geeignete Teststrategie zu erarbeiten, welche die nötigen Vorrausetzungen für sicheres Schweißen an in Betrieb befindlichen Druckwasserstoffleitungen schafft und entsprechende Kriterien für die Praxis liefert. Im Projekt H2 und Schweißen soll geklärt werden, ob und wie stark mit einer Eigenschaftsdegradation geschweißter Rohrstähle in Gasnetzen in Folge einer Wasserstoffaufnahme zu rechnen ist.

 

Ansprechpartner
Bei Fragen zum Forschungsprojekt wenden Sie sich bitte an folgenden Ansprechpartner
Dr. Michael Walter
Hauptgeschäftsstelle / R&D Innovation Programme Hydrogen
Telefon+49 228 91 88-845
Forschung zum Thema Wasserstoff und Gasinfrastruktur