TÜV Süd prüft und zertifiziert H₂-Verträglichkeit von metallischen Werkstoffen mit neuer Methodik

Im Labor von TÜV Süd Chemie Service wird in einer elektrochemischen Zelle an der Oberfläche einer metallischen Probe atomarer Wasserstoff erzeugt und vom Werkstoff absorbiert.

Herausforderungen bei der Transformation zu einer Wasserstoffwirtschaft gibt es auf System-, Komponenten- und Werkstoffebene. In stationären und mobilen Systemen kann Wasserstoff metallische Werkstoffe verspröden und somit die Lebensdauer stark beeinflussen. „Oft sind Einzelfallprüfungen notwendig, damit Bauteile unter solchen Bedingungen sicher betrieben werden können“, erläutert Dr. Christopher Tom Engler, Werkstoffexperte bei der TÜV Süd Chemie Service GmbH am Standort Frankfurt am Main.

Werkstoffprüfung und Eignungsnachweis aus einer Hand

Für die Prüfung nach der amerikanischen Norm ANSI-CSA CHMC 1-2014 werden metallische Proben üblicherweise in einer Druckatmosphäre aus H₂ geprüft. Das ist allerdings mit vergleichsweise hohen Kosten verbunden. „In unserem hochmodernen Werkstofflabor in Kalbach gehen wir daher anders vor“, so Engler. „Wir beladen die Proben mit Wasserstoff, der durch elektrochemische Reaktionen entsteht.“ Wie die Materialien darauf reagieren, zeigen die Ergebnisse mechanischer Belastungstests und elektronenmikroskopischer Untersuchungen.

Mit dieser Prüfmethode schaffen die TÜV Süd-Experten eine vergleichbare Qualität und Verlässlichkeit der Ergebnisse wie bei der konventionellen Prüfmethode mit einer Druckbeaufschlagung, aber zu deutlich günstigeren Konditionen. Die Kunden von TÜV Süd erhalten zudem nicht nur die Ergebnisse der Werkstoffprüfung, sondern auch den Eignungsnachweis der H₂-Verträglichkeit durch ein entsprechendes Zertifikat.

Komponenten und Systeme sicher betreiben

Neben Werkstoffen prüft und zertifiziert TÜV Süd auch verschiedenste Komponenten auf ihre H₂-Verträglichkeit. Im Wasserstoff-Prüflabor in Garching bei München werden beispielsweise Druckregler, Sensoren, Ventile, Leitungen oder Verteilersysteme genaustens untersucht. „Wir haben das nötige Equipment und Know-how, um die H₂-Verträglichkeit und Sicherheit von Bauteilen und Systemen zuverlässig sowie wirtschaftlich zu testen und bei Eignung entsprechende Zertifikate auszustellen“, sagt Martin Sekura, Hydrogen Business Development Manager bei der TÜV Süd Product Service GmbH.

Mit einem weltweit tätigen Automobilzulieferer, der führend auf dem Gebiet der Fertigung von Verteilersystemen für wasserstoffbetriebene Personen- und Lastfahrzeuge ist, wurde im Rahmen einer Forschungskooperation ein Benchmark zu den unterschiedlichen Prüfmethoden durchgeführt. Während dieses Projekts haben die TÜV Süd-Experten die Anfälligkeit von niedrig legierten Kohlenstoffstählen sowie hochlegierten Stählen für eine Wasserstoffversprödung in unterschiedlichen Wärmebehandlungszuständen untersucht. „Durch dieses Projekt erhält unser Kooperationspartner nicht nur umfassende Kenntnis über das Werkstoffverhalten in seinen Verteilersystemen, sondern auch den Nachweis der Wasserstoffverträglichkeit seiner Produkte – ein deutliches Plus bei Produktsicherheit und Transparenz“, so Sekura.