Prüfung von Materialien für Wasserstoff-Druckbehälter

Die umwickelten Druckbehälter werden mit hochentzündlichem Wasserstoff gefüllt und müssen extrem hohen Drücken bis 1000 bar standhalten. Um diese Anforderungen zuverlässig und sicher erfüllen zu können, werden die Materialien, aus denen die Behälter hergestellt werden, nach strengen Vorgaben geprüft.

Dafür setzt das Unternehmen ein Prüfsystem von Hegewald & Peschke ein.

Im Zentrum des Prüfsystems steht die Universalprüfmaschine inspekt 100 kN mit einer erweiterten Prüfraumhöhe, die flexible Einsatzmöglichkeiten für unterschiedlichste Probenformen und -größen bietet. Durch die Integration einer Temperierkammer mit einem weiten Temperaturbereich von -80°C bis +260°C wird die Simulation der realen Einsatzbedingungen für die Wasserstoffbehälter ermöglicht. Ein separater Zugang zum Prüfraum innerhalb der Temperierkammer erlaubt einen schnellen Probenwechsel, ohne den Konditionierungsprozess zu unterbrechen. Dies reduziert Taktzeiten, senkt die Betriebskosten und minimiert Eis- und Kondensatbildung im Kühlbetrieb. Die Prüfumgebung bleibt stabil, was die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zusätzlich erhöht.

Das eingesetzte Videoextensometer bietet eine berührungslose Messlösung, die auch bei der Prüfung innerhalb der Temperierkammer stabile und genaue Dehnwerte ermittelt.

Zur Probeneinspannung werden je nach Prüfmethode unterschiedliche Werkzeuge genutzt, die über standardisierte Adapter schnell und einfach gewechselt werden können

Für Zugversuche ermöglicht ein pneumatische Keilspannzeug mit Probentiefenanschlägen ein sicheres und wiederholbares Einspannen der Proben auch unter Temperierbedingungen. Es werden sowohl Zugversuche an Kunststoffproben nach DIN EN ISO 527, ASTM D638 und DVS2033 als auch Zugversuche an GFK-Proben (mit aufgeklebten Spannflächen) nach DIN EN ISO 527 durchgeführt.

Eine 3-Punkt-Biegebank erlaubt Materialprüfungen nach ASTM D2344, im Speziellen auch ILSS- Versuche (Interlaminar Shear Strength). Die Zwischenlaminar-Schubfestigkeit misst die Scherfestigkeit zwischen den einzelnen Schichten eines Verbundwerkstoffes. Der ILSS-Wert gibt an, wie gut die Schichten eines Verbundwerkstoffes durch Matrix und Fasern verbunden sind. Eine niedrige Scherfestigkeit weist auf potenzielle Schwächen in der Laminatstruktur hin, wie z. B. schlechte Haftung oder Materialfehler.

Besonders in sicherheitskritischen Anwendungen, wie bei Wasserstoff-Druckbehältern, verhindern Materialprüfungen mögliche Materialfehler, reduzieren Ausfallrisiken und verlängern die Lebensdauer der Produkte.