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AK Wasserstoffversprödung zu Gast bei SurTec

Einen Tag nach der DGO-Schulung „Wasserstoffversprödung für Praktiker“ tagte der DGO-AK Wasserstoffversprödung am 9. Februar 2023 bei der Firma SurTec in Zwingenberg.

Der AK bildet eine Diskussionsplattform mit teilweise wechselnden Teilnehmern aus der betroffenen Branche. Zentrale Themen wurden durch Impulsvorträge vorgestellt und mit Fragestellungen/Anregungen aus dem Teilnehmerkreis erörtert. Im Fokus standen hierbei die Entwicklung neuer Prüfmethoden, die Optimierung einer Wärmebehandlung , i.a. auch als Temperung bezeichnet und Schadensfälle.

Neben den genormten und in Einzelfällen nicht eindeutig aussagekräftigen Zugversuchen (zeitlich konstant, low strain rate, step load test) hat die Aufnahme von Kraft-Weg Diagrammen und die Ermittlung der Verformungsarbeit einen entscheidenden Fortschritt ergeben (Forschungsprogramm WIPANO). Alle wichtigen Parameter wie etwa die Materialzusammensetzung, das Gefüge, die Art der Vergütung bis zur Wirkung von atomarem, diffusiblem Wasserstoff im Gitter wirken sehr sensitiv auf die Verformungsarbeit. Durch die Digitalisierung der Messungen kann in der Auswertung unter KI-Nutzung ein sehr aussagekräftiger Versprödungsindex generiert werden. Mit von Wellensicherungsringen abgeleiteten Testkörpern unterschiedlicher Vergütung kann so zunächst der Galvanoprozess verifiziert werden. Parallel zu den Bauteilen prozessierte Testproben werden dann bezüglich der Verformungsarbeit im Kraft-Weg-Versuch geprüft. Eine Versprödungsfreiheit gilt, wenn sich der Endwert vom Ausgangswert nicht unterscheidet. Das Verfahren ist Gegenstand von Normungsarbeiten.

Diese Prüftechnik wurde auch bei Entwicklung eines Verfahrens zur Optimierung von Temperprogrammen (DGO/AiF-Vorhaben „OptiHeat“) galvanisch beschichteter Bauteile angewendet.  Im Rahmen der Energiekrise und der Kostensteigerungen zur Wärmebehandlung werden Daten zu möglichst effizientem Vorgehen immer wichtiger. Für die wichtigsten Werkstoffgruppen wurde zunächst mit Hilfe von Simulationsprogrammen betreffend die Effusion von Wasserstoff aus den beschichteten Bauteilen eine Datenbank aufgebaut. Ein Anwender kann in Zukunft hiermit unter Eingabe seiner charakteristischen Daten auf Basis des von den Normen vorgegebenen Rahmens einen Korridor (Temperatur, Zeitdauer) für die optimale Temperung ermitteln.

Die Befassung von Schadensfällen zeigt immer wieder, wie wichtig eine exakte vertragliche Vereinbarung zwischen den Vertragsparteien Auftraggeber und Beschichter ist.  Das gilt ebenfalls für die Dokumentation des Beschichtungsprozesses und für die Bestätigung der Einhaltung geltender Normen. Neben der fertigungsbedingten Wasserstoffversprödung gibt es vermehrt auch Schadensfälle, die etwa durch Korrosionswassersstoff im Betrieb der Bauteile auftreten. Für die Prüftechnik gilt folgende grobe Unterscheidung: Fertigungsbedingte Schäden treten innerhalb von 200 Stunden auf. Die betriebsbedingten werden etwa bei Prüfung im Salzsprühtest im weiteren Zeitraum deutlich.

Im Rahmen der sich entwickelnden Wasserstoffwirtschaft wurde im AK diskutiert, welche relevanten Themen im Bereich der Erzeugung (Elektrolyseure), Transport und Speicherung von Wasserstoff etwa unter Einsatz galvanotechnischer Verfahren existieren. Es wurde beschlossen, diesen Themenbereich in die Aufgaben des AK unter Nutzung externer Expertise aufzunehmen.