–Brint – Brint – Brint –

Lige nu er grøn energi, lagring af energi og dermed arbejdet med brint højaktuelt pga. de historisk stigende gaspriser og udsigt til mangel på gas i nærmeste fremtid.

I ventilbranchen tales der også meget om brint – der skal bygges store anlæg i DK – og hvilke krav er der til ventiler i brintapplikationer? Der findes i skrivende stund ingen standarder på området. Men man er blevet opmærksom på risikoen ved brintudslip og brintudsivning, og har anerkendt at brint er en indirekte drivhusgas, som har en kraftig miljøpåvirkning i tilfælde af lækager fra rørsystemer.

Bagsiden af Brint

Erfaringen viser at brint nedbryder de mekaniske egenskaber i de mest almindelige metaller under visse driftsbetingelser også kaldet Brintskørhed, som blandt andet giver revner i metallet, og dermed udgør en stor sikkerhedsrisiko. Brint er så lille et molekyle, at det nemmere trænger igennem materialer og dermed lækker mere end metangas.

Flere af disse lækagehændelser er indberettet, og man har gennem årene dannet sig en vis erfaring med brintskørhed. Ofte er rustfrit stål klassificeret som modstandsdygtig overfor brint, men man har alligevel oplevet revner i f.eks. ventilspindler lavet af hærdet PH 17-4 når de udsættes for højere tryk på omkring 800-850 bar. Der findes mange grader af rustfrit stål, f.eks. er 304 ikke egnet til brintservice selvom, det er et rustfrit stål. Ligeledes optræder der i ventiler mange andre materialer end stål, og det er vigtigt at man tjekker alle dele grundigt for hvorvidt, de kan bruges i brintservice. Man skal her være opmærksomme på både fjedre, diske og lejer, og ikke kun de større dele af ventilen som man normalt specificerer på et datablad.

Der er generelt tale om 3 problemstillinger;

1. H2 dissociation og absorption igennem materialet
2. H2 diffusion, reversibel transformation og akkumulering i materialet
3. Blærer og revnedannelse skabt af H2

Når man har drift situationer hvor temperaturen er over 200 grader C, vil man typisk opleve alle 3 problemstillinger ved brint applikationer.

Resultat af forskning

ProMetals Italienske leverandør Valland har forsket meget i hydrogenkompatibilitet, og har skabt en erfaring og knowhow indenfor både ventilmaterialer, pakninger og tætningsmaterialer til brug ved brint applikationer. De deltager også i arbejdet med at udvikle koder og standarder indenfor området. Identifikationen af ​​brintpåvirkede materialeegenskaber såsom styrke, brudmodstand og udmattelsesbestandighed har høj prioritet for at skabe et sikkert design.

3D printet materiale

En vigtig del af disse designs er 3D printet modificeret 316L, –  et materiale med egenskaber som er specielt egnet til brint. Det har et højt indhold af Nikkel og Molyb og er et langt tættere materiale end smedede eller støbte emner, og dets mikrostruktur gør at det er langt mere resistent overfor brint nedbrydning, end noget andet stål.  

Der arbejdes også med 3D printede kugleventiler i plastmateriale som er beregnet til drift i brint, men det er kun til lav tryk (max 30 bar) og lav temperatur (max 60°C) applikationer.

Lækage test

Når man skal teste for lækager, er det vigtigt at man er opmærksom på at der sondres imellem H₂ (Dihydrogen, brint på gasform) og He (Helium). Man fristes til at teste med Helium da molekylerne har nogenlunde samme størrelse som H₂. Men forskellen er, at ved test med Helium så bruger man et massespektrometer hvorimod når man tester for H₂ så bruger man en såkaldt detektions sniffer.

Pakningstyper

Har du behov for at vide mere om dette emne, så kontakt ProMetal for et møde, eller en præsentation af Valland og deres ventiler specielt udviklet til brint.