Der ständige Kontakt mit Wasserstoff führt unter Umständen zur so genannten Wasserstoffversprödung. Der Wasserstoff kann in die Materialstrukturen eindringen und zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften und schließlich zum mechanischen Versagen führen. Um diesen Effekt zu vermeiden, müssen entsprechende Werkstoffe gewählt werden, die in direktem Kontakt mit Wasserstoff stehen. In der Regel werden austenitische Stähle wie 316L oder 316Ti bevorzugt. Aber auch spezielle Legierungen wie Hastelloy C276, Inconel 718 oder 2.4711 (Elgiloy®) sind für Wasserstoffanwendungen gut geeignet.
Unsere Lösung
- WIKA-Werkstoffe für Wasserstoffanwendungen: mechanische Manometer, mechanische Schalter: Druckkanal: 316L; Fühlerelement/Zeigerwerk: 316L
- Elektronischer Drucksensor: Druckkanal: 316L oder 316Ti; Sensorelement: 2.4711
Wasserstoff ist das einfachste Element im Periodensystem und seine Atome sind nach Helium die kleinsten. Bei der Berührung von Metalloberflächen ist nur relativ wenig Energie erforderlich, um das Wasserstoffmolekül in einzelne Atome und schließlich in H+-Ionen zu dissoziieren. Diese Ionen können in Metall- und Widerstandsstrukturen eindringen, was im Laufe der Zeit zu einer Signaldrift des Sensorelements führen kann. Je höher die eingebrachte Energie, beispielsweise durch höhere Prozesstemperaturen und höhere Drücke, desto größer ist dieser Effekt. Um die Permeation von Wasserstoff durch die Metallstruktur und damit die Signaldrift des Sensors zu vermeiden, kann eine Goldbeschichtung verwendet werden. Diese dient als Barriere für Wasserstoff mit einer deutlich geringeren Permeationsrate als beispielsweise bei reinem 316L.
Unsere Lösung
WIKA bietet die Vergoldung von frontbündigen Sensorlösungen wie den Typen E-11, IS-3 (frontbündige Version) oder Druckmittlern an.
Wasserstoff in Verbindung mit Luft bildet bereits ab einem Gehalt von 4 Mol-% Wasserstoff in der Luft eine explosionsfähige Atmosphäre. Eine übermäßige Leckage muss daher vermieden werden. Im Allgemeinen wird der Belüftung große Bedeutung beigemessen. Aus diesem Grund sind metallische Dichtungen bei Wasserstoffanwendungen oft die bevorzugte Lösung. Auch innerhalb des Messgerätes muss die Leckagerate vermieden oder zumindest auf ein Minimum reduziert werden.
Unsere Lösung
WIKA bietet Druckmessgeräte in vollverschweißter Ausführung an, wodurch eine interne Polymerdichtung vermieden wird. Außerdem werden Produkte für Wasserstoffanwendungen während der Produktion einem Helium-Leckagetest unterzogen.
Je nach physikalischem Zustand, in dem Wasserstoff gespeichert wird, müssen unterschiedliche Extreme bei der Handhabung der Messstoffe bewältigt werden. Gasförmig wird Wasserstoff bei einem Druck von bis zu 700 bar gespeichert. Aufgrund von Temperatureinflüssen und Sicherheitsfaktoren werden Drucksensoren benötigt, die bis zu 1.050 bar messen können, beispielsweise in Wasserstoff-Tankstellen. In flüssiger Form hat der Wasserstoff eine Temperatur von -253 °C oder weniger. Lösungen zur Temperaturmessung müssen deshalb so konzipiert sein, dass sie auch diese Temperatur mit einer guten Genauigkeit messen und gleichzeitig die gute Isolierung des Wasserstofftanks aufrechterhalten können.
Unsere Lösung
WIKA bietet elektrische Temperaturmessgeräte in einer speziellen CryoTemp-Ausführung an, die Temperaturen bis zu -258°C zuverlässig und wiederholgenau messen kann.
