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Www.h2training.eu Kapitel: GASTECHNOLOGIE. www.h2training.eu INHALT 1.Handhabung von Druckgasen und tiefkalten Flüssiggasen. 1.1. Definitionen. 1.2. Handhabung.

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1 Kapitel: GASTECHNOLOGIE

2 INHALT 1.Handhabung von Druckgasen und tiefkalten Flüssiggasen Definitionen Handhabung Materialsicherheitsdatenblatt (MSDS). 2.Gasflaschen Druckwasserstoffbehälter Flüssigwasserstoffbehälter Vorschriften Flaschenlagerung Transportflaschen Schulungsanforderungen und Kompetenzbeurteilung Gute Praktiken. 3.Gasrohre Schweißnähte. 4.Ventile. 5.Wasserstoffsensoren. 6.Gasdruckregler. 7.Sonstige Geräte. 8.Undichtheiten Kleinere Undichtheiten Größere Undichtheiten. 9.Reinigung.

3 1. HANDHABUNG VON DRUCKGASEN UND TIEFKALTEN FLÜSSIGGASEN 1.1. Definitionen Druckgas: Ein Gas, das eingeschlossen: - bei 21°C einen absoluten Druck von mehr als 276 kPa (40 psi) hat oder - bei 54°C einen absoluten Druck von mehr als 717 kPa (104 psi) hat oder - jede entzündbare Flüssigkeit mit einem Dampfdruck von mehr als 276 kPa (40 psi) bei 38°C. Erstickendes Gas: Jedes ungiftige Gas, das Luftsauerstoff unter die lebensnotwendigen Grenzen verdrängt. Korrosives Gas: Ein Gas, das lebendes Gewebe bei Kontakt durch chemische Reaktion zerstört. Inertgas: Ein chemisch träges Gas. Oxidierendes Gas: Ein Gas, das die Verbrennung anderer Materialien unterstützen oder beschleunigen kann. Selbstentzündliches Gas: Ein Gas, das sich an der Luft bei oder unter 54,4°C selbst entzündet. B

4 Entzündbares Gas: Eine Substanz, die der Definition eines Druckgases entspricht und die: - in einer Mischung von 13 % oder weniger (nach Volumen) mit Luft entzündbar ist oder. - bei Normalzustand unabhängig von der unteren Grenze einen Zündbereich mit Luft von mehr als 12 % hat. Nicht entzündbares Gas: Ein Gas, das in der Verpackung bei 20°C einen absoluten Druck von 280 kPa (40 psi) oder mehr ausübt, bei dem es sich aber nicht um ein entzündbares Gas gemäß vorstehender Definition ist. B

5 Kryogene Flüssigkeit: Eine Flüssigkeit mit einem normalen Siedepunkt unter -150°C. Flaschen für kryogene Flüssigkeiten: Druckbehälter, die für die Aufbewahrung kryogener Flüssigkeiten entwickelt und hergestellt wurden. Es gibt drei häufige Typen von Flüssigkeitsflaschen: Für Gasabgabe, für Flüssigkeitsabgabe oder für Gas- und Flüssigkeitsabgabe. Molekular- gewicht Schmelzpunkt (ºC) Siedepunkt (ºC) Kritische Temperatur (ºC) Relative Dichte, Gas (Luft=1) Relative Dichte, flüssig (Wasser=1) Dampfdruck, 20ºC (bar) Löslichkeit in Wasser [mg/l] FarbeGeruch Selbstent- Zündungs- temperatur (ºC) Zündbereich [vol% in Luft] Wasserstoff ,07 K/A1,6FarblosKein Geruch5604 – 75 Butan-n ,51522,10,6288FarblosSüßlich3651,5 – 8,5 Kohlendioxid44-56,6-78,5301,520,8257,32000Farblos Keine Geruchswarn- eigenschaften Nicht entzündbar Kohlenmonoxid ,79K/A30Farblos Keine Geruchswarn- eigenschaften 62012,5 – 74 Methan ,60,42K/A26FarblosKein Geruch5955 – 15 Sauerstoff ,1 K/A39FarblosKein GeruchK/AOxidationsmittel Stickstoffdioxid46-11,221,11582,81,41 Keine verlässlichen Daten Bräunlich Schlechte Warneigenschaften bei geringen Konzentration K/AOxidationsmittel B

6 Handhabung Sicherheitsschuhe. Die Flaschen sollten nicht gezogen oder per Hand getragen werden. Die Flaschen sollten nicht beschädigt werden. Außer dem Gaslieferanten sollte niemand versuchen, Gase in einer Flasche zu vermischen. Die Flaschen sollten ohne Genehmigung des Lieferanten nicht künstlich erzeugten niedrigen Temperaturen ausgesetzt werden. Die Behälter sollten nur dafür verwendet werden, die Inhalte so aufzubewahren, wie man sie erhalten hat. Die Flaschen sollten nicht am Deckel gegriffen werden. Es sollten keine Seile, Ketten und Schlingen verwendet werden, um Flaschen anzuheben. Es sollten keine Magnete verwendet werden, um die Flaschen anzuheben. Wenn keine geeigneten Hebevorrichtungen an der Flasche bzw. an dem Behälter vorhanden sind, sollten beim Anheben geeignete Hängegerüste oder Bühnen verwendet werden, um die Behälter zu halten. Der Benutzer sollte die Flaschen nicht lackieren. Undichte, fehlerhafte, ausgebrannte und rostige Behälter sollten nur mit Genehmigung des Lieferanten versandt werden. B

7 Korrosive Gase. Kryogene Flüssigkeiten und Gase. entzündbare Gase. Giftige und hochgiftige Gase Handhabung B

8 Materialsicherheitsdatenblatt (MSDS) Produktinformation: Produktbezeichnung (Name), Name und Anschrift des Herstellers und des Lieferanten und Notrufnummern. Gefährliche Bestandteile. Physikalische Daten. Daten über Feuer- oder Explosionsgefahr. Reaktivitätsdaten: Informationen über die chemische Instabilität eines Produktes und die Substanzen, mit denen es möglicherweise reagiert. Toxikologische Eigenschaften: Auswirkungen auf die Gesundheit. Präventivmaßnahmen. Erste-Hilfe-Maßnahmen. Vorbereitung der Informationen: Wer ist verantwortlich für die Erstellung und das Erstellungsdatum des Materialsicherheitsdatenblattes. B

9 Materialsicherheitsdatenblatt (MSDS) B

10 Materialsicherheitsdatenblatt (MSDS) B

11 2. GASFLASCHEN 2.1. Gasbehälter für Druckwasserstoff I

12 2. GASFLASCHEN 2.2. Flüssigwasserstofftanks I

13 Vorschriften Richtlinie 1999/36/EG. EN :2002, Richtlinie 97/23/EG und die harmonisierte Norm EN ISO/TC 58. Die folgenden europäischen Normen decken die wiederkehrende Prüfung, Kontrolle und Neubewertung von Gasbehältern ab. EN EN EN EN B

14 Flaschenlagerung Dos Überprüfen Sie die Feuerschutzbestimmungen. Der Lagerbereich muss eindeutig gekennzeichnet, trocken, gut belüftet sein. Stellen Sie Rauchen Verboten-Schilder in dem Bereich auf. Lagern Sie Flaschen aufrecht und sicher. Sichern Sie die Schutzkappen. Stellen Sie sicher, dass der Bereich gut belüftet wird. Schützen Sie Flaschen gegen Berührung. Lagern Sie Sauerstoff und Brenngase getrennt. Donts Verwenden Sie keine Flaschen als elektrischen Masseanschluss. Befestigen Sie keine Flaschen an einem Arbeitstisch oder an Aufbauten, wo sie Teil eines elektrischen Kreislaufs werden könnten. Richten Sie niemals einen Lichtbogen auf eine Flasche. Verwenden Sie keine Flamme oder heißes Wasser, um ein eingefrorenes Ventil aufzutauen. Ventile oder Flaschen können schmelzbare Stopfen enthalten, die bei Temperaturen unter dem Siedepunkt von Wasser schmelzen. B

15 Transportflaschen Wenn Wasserstoffflaschen in Bündeln oder auf Anhängern montiert werden, können Montagespannung in Verbindung mit anderen Spannungen das sichere Verhalten der Flaschen beeinträchtigen. Dabei ist Folgendes zu berücksichtigen : Kontakt zwischen Flaschen. Befestigungsvorrichtungen. Abstandshalter. Metall-auf-Metall-Kontakt. Statische Ladung. Ausdehnung. Außenkorrosion. Ventile und Verteiler. Fahrzeugkonstruktion. Erdung. Bündelkonstruktion (EN 13769). B

16 Schulungsanforderungen und Kompetenzbewertung Das Personal sollte leitfähige Schuhe und Bekleidung aus nicht-synthetischen Materialien tragen. Eine Schulung sollte Folgendes abdecken: Die möglichen Gefahren von Wasserstoff. Sicherheitsvorschriften vor Ort. Notfallmaßnahmen. Die Verwendung von Brandbekämpfungsgeräten. Die Verwendung von Schutzbekleidung/-vorrichtungen. Einzelpersonen sollten eine spezielle Schulung für die Tätigkeiten erhalten, für die sie eingestellt werden. B

17 Bewährte Verfahren Stellen Sie sicher, dass das Druckregelventil des Reglers entlastet wird. Schließen Sie die Ventile an Gasflaschen, wenn ein System nicht verwendet wird. Nehmen Sie den gesamten Druck von Reglern, die nicht verwendet werden. Absperrventile dürfen nicht zwischen Druckentlastungsgeräten und den Geräten, die sie schützen sollen, installiert werden. Verwenden Sie Überdruckventile. Überdruckventile sollten belüftet werden. Flammen oder konzentrierte Wärmequellen müssen vermieden werden. Eine Gasflasche darf niemals Teil eines elektrischen Stromkreises werden. Öffnen Sie niemals ein Tankventil, um Staub oder Partikel aus dem Flascheneinlass zu entfernen. Verwenden Sie niemals Flaschengas als Druckluft. Setzen Sie die Regler langsam unter Druck und stellen Sie sicher, dass Ventilausgänge und Regler nicht auf das Personal gerichtet sind, wenn die Flaschenventile geöffnet sind. Bei Flaschen, deren Hauptventil mit einem Schraubenschlüssel geöffnet werden muss, sollte der Schraubenschlüssel am Flaschenventil bleiben, solange das Ventil offen ist. B

18 Bewährte Verfahren Versuchen Sie nicht, ein verrostetes Ventil zu öffnen. Ventile sollten nur soweit geöffnet werden, dass das Gas mit dem erforderlichen Druck in das System strömen kann. Verwenden Sie einen Flaschenkappenhaken, um festsitzende Flaschenkappen zu lösen. Wenden Sie niemals übermäßige Kraft an oder reißen Sie die Kappen niemals ab. Senden Sie Flaschen zurück zum Lieferanten, damit dieser verklebte Kappen entfernt. Sorgen Sie dafür, dass die Rohrleitungen, Regler und alle sonstigen Geräte gasdicht sind, um einen Gasaustritt zu vermeiden. Überprüfen Sie die die Gasdichtheit durch geeignete Dichtheitsprüfungslösungen oder durch Dichtheitsprüfgeräte. Nehmen Sie Druck von den Systemen, bevor Anschlüsse angezogen oder gelöst werden und vor Reparaturen. Verwenden Sie kein Teflon-Band auf CGA*-Armaturen (zylindrisches Gewinde), bei denen die Dichtung durch Metall-zu-Metall-Kontakt erfolgt. Durch die Verwendung von Teflon-Band dehnen sich die Gewinde aus und werden schwächer, wodurch sich die Wahrscheinlichkeit von Undichtheiten erhöht. Verwenden Sie niemals Adapter oder Austauscharmaturen zwischen Behältern und Reglern. Fluoreszierendes Licht kann verwendet werden, um Regler und Ventile auf Fett oder Öl zu überprüfen. *CGA = Compressed Gas Association. B

19 3. GASROHRE 1.Es sollten bevorzugt Legierungen mit homogenen feinkörnigen Mikrostrukturen verwendet werden. 2.Übermäßig harte oder hochfeste Legierungen sollten vermieden werden (für die Verwendung in Rohrleitungen sollte die Härte maximal 22 HRC oder 250 HB betragen). 3.Verwenden Sie Stähle mit verbesserter Reinheit, damit nichtmetallische Inklusionen, die die Zähigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Wasserstoffversprödung reduzieren, minimiert werden. 4.Die Komponenten sollten frei von größeren Oberflächen- und inneren Schäden sein. Es gibt eine Reihe von Sprödbruchmechanismen oder Zersetzungseffekten. Folgende sind für die Beförderung von Wasserstoff in Rohrleitungen relevant: Bei InnenkorrosionWasserstoffversprödung bei Umgebungstemperatur. Bei AußenkorrosionSpannungsrisskorrosion (SpRK) von Leitungsrohrmaterialien in unterirdischen Umgebungen. B

20 Es gibt eine Reihe von Variablen, die den Grad des auftretenden Versprödungsmechanismus beeinträchtigen können, wie zum Beispiel die Reinheit, die Temperatur und der Druck des Wasserstoffs. Es wird allgemein anerkannt, dass die Versprödungsneigung in Wasserstoffatmosphären mit steigendem Druck zunimmt. Allgemein sind die folgenden metallurgischen Überlegungen von Bedeutung: Es sollten bevorzugt Legierungen mit homogenen feinkörnigen Mikrostrukturen verwendet werden. Übermäßig harte oder hochfeste Legierungen sollten vermieden werden (siehe oben). Verwenden Sie Stähle mit verbesserter Reinheit, damit nichtmetallische Inklusionen, die die Zähigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Wasserstoffversprödung reduzieren, minimiert werden. Die Komponenten sollten frei von größeren Oberflächen- und inneren Schäden sein. 3. GASROHRE B

21 Schweißnähte Innere Schweißnahtflächen glatt und frei von Schlacke, Wülsten oder losen Partikeln. Der Härtegrad von Schweißnähten und der Wärmeeinflusszone (WEZ) der Schweißnähte sollte Rockwell C 22 nicht überschreiten. Dies entspricht Vickers 248 oder 250 HB. Alle Rohrschweißarbeiten sollten in Übereinstimmung mit Schweißverfahren und durch für diese Verfahren qualifizierte Schweißer gemäß den Rohrleitungsvorschriften laut der Projektspezifikation und gemäß der lokalen und nationalen Gesetzgebung durchgeführt werden. Hydrostatische Prüfungen Ein Rohr sollte zwischen 75 und 100 % der spezifischen Mindeststreckgrenze mit einer Haltezeit unter Druck von mindestens Sekunden (je nach Durchmesser) geprüft werden. B

22 Ventilfunktionen: Absperrventil und Notfallabsperrventile, Steuer- und Druckminderungsventile und -regler, Sicherheitsventile, Manuelle Belüftungs- und Ablassventile, Überlaufventile, Kontrollventile (Rückschlagventile ) (1) Ventiltypen: Kugel- (2) und Kegelventile (3), Drosselklappen (4), Schieberventile (5), Hubventile (6), Überdruckventile (7), Kontrollventile (Rückschlagventile ). 4. VENTILE B

23 5. WASSERSTOFFSENSOREN Für die Auswahl des besten Sensors ist Folgendes zu beachten: - Gas und Konzentrationsbereich. - Fest oder tragbar, Punktsensor oder Open-Path-Sensor. - Umgebung. - Stromverbrauch, Reaktionszeit, Wartungsintervall. Wonach sollte man fragen? Nach den drei wichtigsten Punkten der Gasdetektion: Hohe Empfindlichkeit. Hohe Selektivität. Hohe Stabilität. Und… Einfache Systemintegration. Niedriger Energieverbrauch (10 mW). Rauscharm. Lange Lebensdauer und Kalibrierintervalle. Niedrige Querempfindlichkeit. Schnelle Reaktion/Wiederherstellung. Eigensicherheit. Niedrige Kosten. B Wasserstoffsensoren

24 6. GASDRUCKREGLER Typen: Leitungsregler (1) Universalregler (2) Hochreinheitsregler (3) Spezialregler (4) Um Hochdruckgas in einer Flasche oder einer Verfahrenslinie auf ein niedrigeres, verwendbares Niveau zu reduzieren, wenn es in ein anderes Gerät übergeht. Sie können dazu dienen, Druck innerhalb eines System beizubehalten. B

25 7. SONSTIGE GERÄTE Siebe und Filter (1). Durchflussmessgeräts (2). Berstscheiben (3). Isolierverbindungen (4). Flexible Anschlüsse (5). B

26 8. UNDICHTHEITEN 8.1. Kleinere Undichtheiten Überprüfen Sie vermutete Undichtheiten mit einem Detektor für entzündbares Gas oder mit einer Seifenwasserlösung. Wenn die Undichtheit nicht durch das Anziehen der Ventilstopfbuchse oder der Dichtungsmutter gestoppt werden kann, sollten Notfallmaßnahmen eingeleitet werden. Bei entzündbaren, Inert- oder oxidierenden Gasen bringen Sie die Flasche in einen abgedichteten, gut belüfteten Bereich außerhalb der Reichweite brennbarer Materialien. Bringen Sie Schilder an, die die Gefahr beschreiben. Bei korrosiven und giftigen Gasen bringen Sie die Flasche in einen abgedichteten und gut belüfteten Bereich und verwenden Sie geeignete Mittel, um das Gas in ein geeignetes Neutralisationsmittel zu lenken. Bringen Sie Schilder an, die die Gefahr beschreiben. Falls es erforderlich ist, eine undichte Flasche durch belebte Teile eines Gebäudes zu transportieren, stülpen Sie eine Plastiktüte, eine Gummiummantelung oder Ähnliches über die Oberseite und kleben Sie diese an der Flasche fest (vorzugsweise mit Isolierband), um das austretende Gas einzudämmen. B

27 Größere Undichtheiten Rufen Sie die Notrufnummer an. Lösen Sie Feueralarm für das Gebäude und den Bereich aus. Evakuieren Sie den Bereich. Informieren Sie die Zuständigen bei deren Ankunft über die Einzelheiten des Problems. Um die Möglichkeit von Undichtheiten zu minimieren Doppelte (Ab-)Dichtungen. Jedes Gussteil sollte hydraulisch auf Undichtheiten getestet werden. Weicher Sitz in einer Metallhalterung für automatische Inline-Ventile und automatische Belüftung. Metall-auf-Metall-Sitz oder weicher Sitz in einer Halterung für manuelle Inline- Ventile. Metallsitz mit blockiertem Ventilauslass. Vorzugsweise keine Durchverbolzung und keine Gehäuseflansche oder Gewindeanschlüsse. Hauptleitungstrennventile sollte einen vollen Durchgang haben. B

28 9. REINIGUNG Der Reinigungsprozess sollte sicherstellen, dass alle Verunreinigungen aus dem Inneren des Rohrleitungssystems entfernt werden. Die Reinigung eines Wasserstoffrohrleitungssystems besteht normalerweise aus einer Kombination aus Gebäudereinigung und Abschlussreinigung nach dem Bau. Die Reinigung von Wasserstoffrohrleitungen nach dem Bau kann eines der folgenden Verfahren oder aus einer Kombination aus mehr als einem dieser Verfahren umfassen: - Molchen. - Mechanisches Kratzen. - Hochgeschwindigkeitsspülung. Üblicher Reinigungsablauf: 1. Entwässern. 2. Trocknen. 3. Trockenreinigung. 4. Abschließendes Trocknen. B


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