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HFI-geschweißte Stahlrohre für den Transport und die Speicherung von Wasserstoff

Datenblatt zur Entwicklung
Datenblatt

Die zunehmende Einspeisung regenerativer Energien in das Energienetz bringt enorme technische Herausforderungen mit sich. Die wohl bedeutendste darunter ist die Erfordernis, die stark fluktuierenden Einspeisemengen mit den unterschiedlich schwankenden Energieverbräuchen in Einklang zu bringen. Zuverlässige Speichertechnologien, die eine bedarfsgerechte Steuerung der Energiebereitstellung ermöglichen, sind für das Gelingen einer „Energiewende“ von entsprechend hoher Bedeutung.

Unter den aktuell denkbaren Speichertechnologien erweist sich die Erzeugung von Wasserstoff als Speicher- und Transportmedium im Bereich Power-to-Gas durch Elektrolyseure als besonders nützlich. Die im Wasserstoff gebundene Energie lässt sich zur Rückverstromung, als Beimischung ins Erdgasnetz oder im Verbund mit der Brennstoffzellentechnologie, beispielsweise auch im Automobil- oder Heimbereich, einsetzen. Die zu erwartende Ausweitung der Wasserstoffnutzung geht dabei einher mit einem hohen Investitionsbedarf für Wasserstoffspeicher und –transportleitungen. Der Transport von größeren Mengen Wasserstoff über Rohrleitungen ist dabei nach heutigem Stand der Technik die ökonomisch optimale Lösung.

Für die Transportleitungen wurden bisher niederfeste Stahlleitungsrohre bis zur Güte API 5L X52 (L360) als unkritisch angesehen und bereits vereinzelt für entsprechende Verwendungen normiert. Die Verwendung höherer Güten war bisher allerdings noch nicht marktfähig und begrenzte damit die Druckstufen der Leitungen und –speicher im unteren Bereich.

Nach ausführlichen Untersuchungen der Verwendbarkeit höherwertige Stahlgüten im Bereich Wasserstoffspeicherung und -transport ist Mannesmann Line Pipe gemeinsam mit der Salzgitter Mannesmann Forschung nun jedoch in der Lage, die technische Tauglichkeit von HFI-geschweißten Stahlrohren der Güten bis X70 (L485) nachzuweisen.

Mittels Slow Strain Rate Tests (SSRT) wurde die Rissbeständigkeit des Materials für Rundzugproben aus dem Grundwerkstoff und der HFI-Schweißnaht unter praxisrelevanten Bedingungen in Wasserstoff geprüft. Die Ergebnisse zeigen keinen signifikanten Einfluss des Wasserstoffs auf die maximale Zugspannung und somit auf die Festigkeit des Werkstoffs. Auch unsere weiteren Ergebnisse, die sich in den rechts verlinkten Publikationen nachlesen lassen, deuten auf eine hohe Beständigkeit des Materials hin. Damit bereiten wir den Weg für eine wirtschaftlichere Nutzung von Wasserstoff in immer größerem Ausmaß.


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Publikationen zum Thema
Untersuchungen zur Beständigkeit hochfester HFI-geschweißter Rohre  für den Wasserstofftransport
Investigations on Hydrogen assisted cracking of Welded High-Strength Pipes in Gaseous Hydrogen
© Mannesmann Line Pipe GmbH
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