TY - BOOK

T1 - Wasserstoffversprödung von Werkstoffen bei der Erzeugung erneuerbarer Energien

AU - Trautmann, Anton

N1 - gesperrt bis null

PY - 2021

Y1 - 2021

N2 - Wasserstoff kann die mechanischen Eigenschaften von metallischen Werkstoffen negativ beeinflussen und dadurch Bauteilschäden verursachen. Im Zuge der in dieser Arbeit präsentierten Forschung wurden die niedriglegierten Stähle L80, 42CrMo4 und P110, die chemisch beständigen Stähle Super 13Cr, Duplex 2205, Sanicro 28 und A975 sowie die Nickelbasislegierung L718 untersucht. Ziel war es herauszufinden, wie viel Wasserstoff von diesen Werkstoffen unter definierten Bedingungen aufgenommen wird und ob sich der vorliegende Wasserstoffgehalt auf die mechanischen Eigenschaften auswirkt. Neben Auslagerungstests in Wasserstoffgas bei erhöhtem Druck wurden auch solche in schwefelwasserstoffgesättigter Lösung durchgeführt. Keine der konstant belasteten und in Wasserstoffgas mit erhöhtem Druck ausgelagerten Proben versagte, obwohl bei den niedriglegierten Stählen gesteigerte Wasserstoffgehalte bis 0,59 ppm und bis 14,21 ppm bei den chemisch beständigen Stählen gemessen wurden. Die Auslagerung in der schwefelwasserstoffgesättigten Lösung hat zu einer – gegenüber jener in Wasserstoffgas – signifikant gesteigerten Wasserstoffaufnahme der Stähle L80, 42CrMo4, P110 und Super 13Cr geführt. Bis auf den erstgenannten brachen die konstant belasteten Proben unter diesen Bedingungen aufgrund von Wasserstoffversprödung. Da der L80 – trotz des deutlich gesteigerten Wasserstoffgehalts – nicht versagte und nach der Beladung in Wasserstoffgas bei Drücken von bis zu 150 bar eine weitaus geringere Wasserstoffaufnahme festgestellt wurde, ist dieser Werkstoff für den Einsatz bei der Erzeugung erneuerbarer Energien geeignet. Für die, durch Anwesenheit eines Elektrolyten bei der Beladung in Wasserstoffgas, signifikant gesteigerte Wasserstoffaufnahme in den Duplex 2205 wird ein neuer Mechanismus vorgeschlagen.

AB - Wasserstoff kann die mechanischen Eigenschaften von metallischen Werkstoffen negativ beeinflussen und dadurch Bauteilschäden verursachen. Im Zuge der in dieser Arbeit präsentierten Forschung wurden die niedriglegierten Stähle L80, 42CrMo4 und P110, die chemisch beständigen Stähle Super 13Cr, Duplex 2205, Sanicro 28 und A975 sowie die Nickelbasislegierung L718 untersucht. Ziel war es herauszufinden, wie viel Wasserstoff von diesen Werkstoffen unter definierten Bedingungen aufgenommen wird und ob sich der vorliegende Wasserstoffgehalt auf die mechanischen Eigenschaften auswirkt. Neben Auslagerungstests in Wasserstoffgas bei erhöhtem Druck wurden auch solche in schwefelwasserstoffgesättigter Lösung durchgeführt. Keine der konstant belasteten und in Wasserstoffgas mit erhöhtem Druck ausgelagerten Proben versagte, obwohl bei den niedriglegierten Stählen gesteigerte Wasserstoffgehalte bis 0,59 ppm und bis 14,21 ppm bei den chemisch beständigen Stählen gemessen wurden. Die Auslagerung in der schwefelwasserstoffgesättigten Lösung hat zu einer – gegenüber jener in Wasserstoffgas – signifikant gesteigerten Wasserstoffaufnahme der Stähle L80, 42CrMo4, P110 und Super 13Cr geführt. Bis auf den erstgenannten brachen die konstant belasteten Proben unter diesen Bedingungen aufgrund von Wasserstoffversprödung. Da der L80 – trotz des deutlich gesteigerten Wasserstoffgehalts – nicht versagte und nach der Beladung in Wasserstoffgas bei Drücken von bis zu 150 bar eine weitaus geringere Wasserstoffaufnahme festgestellt wurde, ist dieser Werkstoff für den Einsatz bei der Erzeugung erneuerbarer Energien geeignet. Für die, durch Anwesenheit eines Elektrolyten bei der Beladung in Wasserstoffgas, signifikant gesteigerte Wasserstoffaufnahme in den Duplex 2205 wird ein neuer Mechanismus vorgeschlagen.

KW - hydrogen embrittlement

KW - hydrogen absorption

KW - hydrogen gas

KW - sour gas

KW - autoclave tests

KW - Wasserstoffversprödung

KW - Wasserstoffaufnahme

KW - Wasserstoffgas

KW - Schwefelwasserstoff

KW - Autoklaventests

M3 - Dissertation

ER -