Vijf uitdagingen voor hogedruktesten met waterstof

Vijf uitdagingen voor hogedruktesten met waterstof

Een economie waarin waterstof een belangrijke rol speelt. Dit concept is in de afgelopen jaren steeds populairder geworden, vooral bij organisaties die een reductie in CO2 uitstoot en op termijn een CO2-vrij stroomnetwerk nastreven. De gemaakte vooruitgang in het opslaan van waterstof als energie, kan een enorme impact krijgen op de stabiliteit en verbindingen van het toekomstige energienetwerk.

De ontwikkeling van deze waterstofindustrie gaat natuurlijk gepaard met zijn eigen uitdagingen. De bijzondere eigenschappen van het waterstofmolecuul maken het vrij moeilijk te beheersen, terwijl allerlei praktische toepassingen zoals opslagtanks, cilinders, pijpleidingen, afsluiters en andere componenten voor de automotive, olie & gas en energiesectoren altijd volgens strenge criteria worden getest en gecertificeerd. Deze testprocedures lopen uiteen van relatief eenvoudige barstdruktesten tot complexere proeven onder hoge en lage temperaturen.

Bent u betrokken bij hogedruktesten met waterstof? Dan draagt het bij aan uw resultaten om u zich bewust te zijn van de volgende vijf typische waterstofuitdagingen:

 

1. Grotere kans op storingen door waterstofbrosheid

Volgens NACE International kan waterstofbrosheid corrosie veroorzaken die “leidt tot een aanzienlijke reductie in buigbaarheid en  belastbaarheid, hetgeen zelfs bij een druk lager dan de normale operationele druk kan leiden tot scheurvorming en catastrofale brosheidsgevolgen”. Omdat niet alle metaalsoorten even gevoelig zijn voor dit fenomeen, is het selecteren van de juiste materialen extra belangrijk.

2. Waterstof wordt warmer door uitzetting

Waterstof is, net als helium, een gas dat zich bij een dalende druk anders gedraagt dan stikstof, lucht en andere gassen (het zgn. isenthalpische proces). In tegenstelling tot veel andere moleculen wordt waterstof namelijk juist warmer als het uitzet. Dit effect wordt ook wel een omgekeerd Joule-Thompson effect genoemd. Voor het werken met waterstof onder hoge druk tot 700 bar, geeft de Britse Health and Safety Executive het kritieke belang aan van het begrijpen van deze implicaties om veilige oplossingen te kunnen ontwikkelen.

3. Accumulatoren vereist voor redelijke energiehoeveelheid uit waterstofsystemen

Hoewel waterstof van alle brandstoffen de hoogste energie per massahoeveelheid heeft, leidt diens lage omgevingsdichtheid ook tot een lage hoeveelheid energie in termen van volume. Om de energiedichtheid te verhogen, wordt waterstofgas doorgaans opgeslagen in tanks onder een druk van 350 tot 700 bar, of zelfs hoger.

4. Waterstof is zeer explosief

De hoge ontvlambaarheid van waterstof wordt erkend door veel internationale organisaties. Uit een NASA-project bleek dat “een concentratie van 4% tot 74% in lucht en 4% tot 94% in zuurstof” voldoende is om een ontvlambaar mengsel te verkrijgen. Voorkomen dat waterstof zich in besloten ruimtes kan mengen met lucht en zuurstof is daarom een kritisch veiligheidsadvies.

5. Door het lage gewicht ontsnapt waterstof eenvoudig door andere materialen heen

Door de chemische structuur en het lage atoomgewicht, ontsnapt waterstof eenvoudig door andere materialen heen. Hierdoor kan het zeer complex zijn om de stof in een besloten ruimte te houden. Het gebruik van de juiste materialen en technieken zijn daarom van vitaal belang om veilige testmiddelen te ontwikkelen die waterstoflekkages minimaliseren en waterstofbrosheid tegengaan.

 

 

 

 

Contentverzamelaar

Sander Vroling

"We see ourselves as high pressure doctors and not as sellers."

Sander Vroling - Sales director
Raadpleeg onze expert