Kapitel: GASTECHNOLOGIE

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1 Kapitel: GASTECHNOLOGIE
Titel: Gastechnologie Level: Anfänger (B), fortgeschrittene Anfänger (I) Voraussetzungen: Kapitel 4,5,6 Überblick: Das Kapitel gibt einen Überblick über die technischen und praktischen Aspekte von Gasen, die in Brennstoffzellen verwendet werden. Inhalt 1. Behandlung von Druckgasen und tiefkalten Flüssiggasen 2. Gasflaschen 3. Gasrohre 4. Ventile 5. Wasserstoffsensoren 6. Gasdruckregelung 7. Sonstige Geräte 8. Undichtheiten 9. Reinigung Lernziele Der Schulungsteilnehmer wird in der Lage sein: Die Eigenschaften von Gasen, die in Brennstoffzellen verwendet werden, zu erkennen Die Geräte zu erkennen, die für die Handhabung und Lagerung von Gasen verwendet werden Die Faktoren zu verstehen, die für einen sicheren Betrieb sorgen Methodik: Vorträge, Gruppenarbeit, Diskussionen Zeitplan: 4 Stunden à 60 min.

2 INHALT Handhabung von Druckgasen und tiefkalten Flüssiggasen.
H2 Training Manual INHALT Handhabung von Druckgasen und tiefkalten Flüssiggasen. 1.1. Definitionen. 1.2. Handhabung. 1.3. Materialsicherheitsdatenblatt (MSDS). Gasflaschen. 2.1. Druckwasserstoffbehälter. 2.2. Flüssigwasserstoffbehälter. 2.3. Vorschriften. 2.4. Flaschenlagerung. 2.5. Transportflaschen. 2.6. Schulungsanforderungen und Kompetenzbeurteilung. 2.7. Gute Praktiken. Gasrohre. 3.1. Schweißnähte. Ventile. Wasserstoffsensoren. Gasdruckregler. Sonstige Geräte. Undichtheiten. 8.1. Kleinere Undichtheiten. 8.2. Größere Undichtheiten. Reinigung.

3 1. HANDHABUNG VON DRUCKGASEN UND TIEFKALTEN FLÜSSIGGASEN
H2 Training Manual 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. Definitionen Druckgas: Druckgase sind alle Gase, die, wenn sie in einem Behälter eingeschlossen sind: bei 21°C einen absoluten Druck von mehr als 276 kPa (40 psi) haben oder bei 54°C einen absoluten Druck von mehr als 717 kPa (104 psi) haben 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. Diese Gase sind für gewöhnlich farblos, geruchlos und geschmacklos. Dazu gehören u.a. Stickstoff, Argon und Helium. Korrosives Gas: Ein Gas, das lebendes Gewebe bei Kontakt durch chemische Reaktion zerstört. Inertgas: Ein Gas, das chemisch träge ist. Oxidierendes Gas: Ein Gas, das die Verbrennung anderer Materialien unterstützen und beschleunigen kann. Selbstentzündliches Gas: Ein Gas, das sich an der Luft bei oder unter 54,4°C selbst entzündet. Beispiele hierfür sind u.a. Silan und Phosphin. 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. 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 bei 20°C in der Verpackung einen absoluten Druck von 280 kPa (40 psi) oder mehr ausübt, bei dem es sich aber nicht um ein entzündbares Gas gemäß vorstehender Definition handelt. 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] Farbe Geruch Selbstent- Zündungs-temperatur (ºC) Zündbereich [vol% in Luft] Wasserstoff 2 -259 -253 -240 0,07 K/A 1,6 Farblos Kein Geruch 560 4 – 75 Butan-n 58 -138 -0,5 152 2,1 0,6 88 Süßlich 365 1,5 – 8,5 Kohlendioxid 44 -56,6 -78,5 30 1,52 0,82 57,3 2000 Keine Geruchswarn-eigenschaften Nicht entzündbar Kohlenmonoxid 28 -205 -192 -140 1 0,79 620 12,5 – 74 Methan 16 -182 -161 -82 0,42 26 595 5 – 15 Sauerstoff 32 -219 -183 -118 1,1 39 Oxidationsmittel Stickstoffdioxid 46 -11,2 21,1 158 2,8 1,4 Keine verlässlichen Daten Bräunlich Schlechte Warneigenschaften bei geringen Konzentration 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. Vorsichtsmaßnahmen für bestimmte Gase Lesen Sie sich das Materialsicherheitsdatenblatt für alle verwendeten Gase durch. Einige Gase sind selbstentzündlich (Phosphin), korrosiv (Wasserstoffchlorid), giftig (Ethylenoxid), betäubend (Stickoxid) oder hochreaktiv (wasserfreies Ammoniak). Entzündbare Gase wie zum Beispiel Propan, Wasserstoff und Acetylen haben immer ein rotes Kennzeichen. Allerdings ist die Farbe der Flasche kein guter Indikator für die Entzündbarkeit, da verschiedene Händler unter Umständen Flaschen unterschiedlicher Farben für das gleiche Gas verwenden. Überprüfen Sie die Entzündbarkeit anhand des Etiketts. Flaschen für gefährliche Gase (Arsin, Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Phosgen, Phosphin usw.) sollten an einem geeigneten leeren Ort gelagert werden. Wenn eine Flasche für gefährliche Gase eine Undichtheit aufweist, räumen Sie den Bereich und sperren Sie den Zugang zu demselben. Entfernen Sie Zündquellen, wenn das Gas entzündbar ist. Inertgase wie zum Beispiel Stickstoff und Kohlendioxid müssen mit Vorsicht behandelt werden. Wenn sie in einen geschlossenen Raum entweichen, können diese Gase Sauerstoff verdrängen und dadurch Erstickungsgefahr verursachen. Oxidierende Gase wie zum Beispiel Drucksauerstoff oder Stickstoffoxid können, obwohl sie selbst nicht brennbar sind, dazu führen, dass viele Materialien heftig brennen. Verwenden Sie niemals Fett, Lösungsmittel oder andere entzündbare Materialien an einem Sauerstoffventil oder -regler oder in einer Sauerstoffrohrleitung. Für giftige, korrosive und selbstentzündliche Gase gibt es spezielle Anforderungen bezüglich der Handhabung und der Lagerung. B

6 B 1.2. 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. Handhabung Druckgase sollten nur von angemessen geschulten Personen behandelt werden. Die Schulung muss die Inhalte dieses Leitfadens und alle spezifischen Informationen, die für das verwendete Gas relevant sind, sowie die Notfallinformationen beinhalten: Beim Befördern der Flaschen sind Sicherheitsschuhe erforderlich. Die Flaschen sollten nicht gezogen oder per Hand getragen werden. Transportieren Sie Flaschen mit einer Sackkarre, die für den Transport von Flaschen bestimmt ist. Die Flaschendeckel sollten während des Transports gesichert werden. Die Flaschen sollten nicht beschädigt werden. Stellen Sie die Flaschen an einem Ort ab, an dem sie vor physischen Schäden durch aufprallende oder herunterfallende Gegenstände, Rost oder Schäden durch Eingriffe von außen geschützt sind. 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 die Flaschen anzuheben, es sei denn, sie sind speziell hierfür bestimmt. Es sollten keine Magnete verwendet werden, um die Flaschen anzuheben. Wenn keine geeigneten Hebevorrichtungen an der Flasche bzw. dem Behälter vorhanden sind, sollten beim Anheben geeignete Hängegerüste oder Bühnen verwendet, 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 B 1.2. Handhabung Korrosive Gase. Kryogene Flüssigkeiten und Gase.
entzündbare Gase. Giftige und hochgiftige Gase. Korrosive Gase Metalle werden spröde, wenn sie mit korrosivem Gas verwendet werden. Überprüfen Sie die Geräte und Leitungen regelmäßig auf Undichtheiten. Bei korrosiven Gasen, die ein Stahl- oder Bronzemanometer zerstören würden, sollte ein Membranmanometer verwendet werden. Fragen Sie Ihren Gaslieferanten, ob er Sie diesbezüglich beraten kann. Nehmen Sie die Regler nach der Verwendung ab und spülen Sie sie mit trockener Luft oder Stickstoff. Kryogene Flüssigkeiten und Gase Verwenden Sie bei jedem Transport kryogener Flüssigkeiten geeignete persönliche Schutzausrüstung (PSA) einschließlich Isolierhandschuhen und Augenschutz (Schutzbrille und ein Gesichtsschild). Sollte Ihre Haut mit einer kryogenen Flüssigkeit in Berührung kommen, reiben Sie sich nicht die Haut, legen Sie das betroffene Körperteil in eine warmes Wasserbad (nicht über 40°C). Verwenden Sie nur Geräte, Ventile und Behälter, die für die das beabsichtigte Produkt und den Betriebsdruck und die Betriebstemperatur bestimmt sind. Überprüfen Sie die Behälter auf einen Verlust des Isoliervakuums. Wenn die Außenhülle eines Behälters kalt ist oder Froststellen aufweist, ist das Vakuum verloren gegangen. Füllen Sie den Inhalt in einen anderen Kryo-Behälter und nehmen Sie den beschädigten Behälter außer Betrieb. Reparaturen sollten vom Hersteller oder einem autorisierten Unternehmen durchgeführt werden. Transportmaßnahmen mit offenen Kryo-Behältern wie zum Beispiel Dewar-Behälter müssen langsam durchgeführt werden, um ein Sieden und Spritzen der kryogenen Flüssigkeit zu minimieren. Unter dem Verdampfer oder dem Tank dürfen sich kein Eis oder andere Fremdkörper bilden. Übermäßige Eisbildung könnte zum Austritt übermäßig kalten Gases oder zu Schäden am Kryo-Behälter oder der Umgebung führen. Alle Kryo-Systeme einschließlich der Rohre müssen mit einer Druckentlastung ausgerüstet sein, um die Bildung übermäßig hohen Druckes zu verhindern. Druckentlastungen müssen auf einen sicheren Ort gerichtet sein. Hantieren Sie nicht unbefugt mit den Druckentlastungsventilen oder den Einstellungen der Ventile. Um eingefrorene Geräte aufzutauen, sollten Heißluft, Dampf oder heißes Wasser verwendet werden. VERWENDEN SIE KEIN Wasser, um Geräte für flüssiges Helium aufzutauen. Entzündbare Gase Entzündbare Gase sollte mit Ausnahme geschützter Brenngase nicht in der Nähe von Zündquellen verwendet werden. Zu Zündquellen gehören unter anderem offene Flammen und Funken, Wärmequellen, Oxidationsmittel und ungeerdete oder nicht eigensichere elektrische oder elektronische Geräte. Für Brandfälle sollten tragbare Feuerlöscher bereit stehen. Die Feuerlöscher müssen mit den verwendeten Geräten und Materialien kompatibel sein. Flammen sollten nicht verwendet werden, um Undichtheiten festzustellen. Für die Lecksuche sollte eine kompatible Lecksuchlösung verwendet werden. Beim Arbeiten mit oder an einer Gasflasche oder einem System mit entzündbarem Druckgas sollte funkensicheres Werkzeug verwendet werden. An Zugangstüren zu Bereichen, in denen entzündbare Gase verwendet oder gelagert werden, sollte der Sicherheitshinweis „Keine offenen Flammen” angebracht werden. Verteilersysteme sollten von kompetentem Personal entwickelt und konstruiert werden, das sich mit den Anforderungen für Rohrleitungen für entzündbare Gase auskennt. Verteiler sollten die Standards einer anerkannten Institution für Sicherheitsprüfungen und –Zertifizierungen wie zum Beispiel Underwriters erfüllen. B

8 B 1.3. 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. Gifte und hochgiftige Gase Sofern nicht anders angegeben, müssen alle Gase in einem dauerhaft mechanisch belüfteten Gaskabinett, einem Abzugsschrank oder einem anderen Gehäuse gelagert werden. In kleinen Mengen (z.B. Flaschen für Schulungen) oder geringen Konzentrationen können diese Gase außerhalb eines belüfteten Gehäuses aufbewahrt werden. In belüfteten Abzugsschränken, die für Verwendung oder Lagerung giftiger Gase bestimmt sind, sollten akustische Alarme verwendet werden. Für Prozesse und Verfahren, bei denen korrosive, giftige oder hochgiftige Gase verwendet werden, sind Standardarbeitsanweisungen (engl. Standard Operating Procedures = SOP) zu erstellen, die Notfallmaßnahmen enthalten müssen. Alle betroffenen Mitarbeiter sind in allen Inhalten dieser Anweisungen zu schulen. Ein Materialsicherheitsdatenblatt (engl. Material Safety Data Sheet = MSDS) ist ein Dokument, das Informationen über mögliche Gefahren (Gesundheitsgefahren, Feuer, Reaktivität und Umweltgefahren) und über das sichere Arbeiten mit dem chemischen Produkt enthält. Es ist ein wichtiger Ausgangspunkt für die Entwicklung eines vollständigen Gesundheits- und Sicherheitsprogramms. Darüber hinaus enthält es Informationen über die Verwendung, Lagerung und Notfallmaßnahmen im Zusammenhang mit den Gefahren des Materials. Das MSDS enthält viel mehr Informationen über das Material, als das Materialetikett. MSDS werden vom Lieferanten oder Hersteller des Materials erstellt. Sie sollen Auskunft über die Gefahren des Produkts, über die sichere Verwendung und darüber geben, was geschehen kann, wenn die Empfehlungen nicht befolgt werden, was bei Unfällen zu tun ist, wie Anzeichen einer übermäßigen Exposition erkannt werden und was zu tun ist, wenn es zu solchen Vorfällen kommt. Es gibt neun Informationskategorien, die in einem Materialdatenblatt enthalten sein müssen. Diese Kategorien werden in den Controlled Products Regulations (Vorschriften für kontrollierte Produkte) ausgeführt und dazu gehören: 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 B 1.3. Materialsicherheitsdatenblatt (MSDS)
Wie oft sollte ein MSDS aktualisiert werden? Wenn vor Ablauf von drei Jahren neue, wichtige Informationen verfügbar werden, ist der Lieferant verpflichtet, das Produktetikett und das MSDS zu aktualisieren. Wenn es bis zum Ablauf des Zeitraums von drei Jahren keine neuen Informationen zu den Inhaltsstoffen gibt, sollte der Lieferant das MSDS und das Etikett auf ihre Korrektheit überprüfen und gegebenenfalls überarbeiten und das Erstellungsdatum des MSDS ändern. B

10 B 1.3. Materialsicherheitsdatenblatt (MSDS)
Flaschenkennzeichnung- und Prüfung Flaschen für komprimierte Gase sollten leserlich gekennzeichnet werden, um den Gasinhalt entweder mit der chemischen Bezeichnung oder mit dem Handelsnamen des Gases anzugeben. Diese Kennzeichnungen sollten durch Schablonenbeschriftung, Prägen oder Etikettieren erfolgen und sollten nicht leicht zu entfernen sein. Sofern möglich, sollten diese Kennzeichnungen auf der Flaschenschulter angebracht werden. Druckgasflaschen sind zweimal pro Jahr gemäß den folgenden Richtlinien zu überprüfen. Alle Flaschen, die diese Richtlinien nicht erfüllen, sind außer Betrieb zu nehmen. Beulen – Beulen sind Deformationen, die dadurch verursacht werden, dass die Flasche so mit einem stumpfen Gegenstand in Berührung kommt, dass die Stärke des Metalls normalerweise nicht vermindert wird. Nur Flaschen, die größere Beulen aufweisen, die das Metall beeinträchtigen, sind außer Betrieb zu nehmen. Schnitte – Rillen und Stöße – Hierbei handelt es sich um Deformationen, die durch den Kontakt mit einem scharfen Gegenstand verursacht werden, der in das Metall der Flasche schneidet und dabei die Wandstärke an dieser Stelle reduziert. Flaschen mit Schnitten, Rillen und Stößen, durch die die Stärke der Metallwand reduziert wird, sollten außer Betrieb genommen werden. Korrosion und Lochfraß – Flaschen, die durch korrosive Mittel verursachte Korrosion und Lochfraß aufweisen, die mit einem Verlust der Wandstärke verbunden sind, sind außer Betrieb zu nehmen Ausbeulungen – Flaschen, die eindeutige Ausbeulungen aufweisen, sind außer Betrieb zu nehmen. Hals – Der Flaschenhals ist auf starke Risse, Knicke und Verformungen zu überprüfen. Halsrisse werden durch Überprüfung mit einer Seifenlösung festgestellt. Flaschen, bei denen starke Risse festgestellt werden, sind außer Betrieb zu nehmen. Fußring und Halsring – Flaschen sind außer Betrieb zu nehmen, wenn der Halsring bzw. der Fußring so verbogen sind, dass sie 1) die Flasche nicht mehr in einer normalen aufrechten Position halten, oder 2) wenn der Halsring so verbogen ist, dass er das Ventil und den Halsbereich der Flasche nicht mehr ausreichend schützt. Flaschenventile, Anschlussstücke, Regler, Schläuche und andere Geräte sollte frei von öligen und fettigen Substanzen bleiben. B

11 I 2. GASFLASCHEN 2.1. Gasbehälter für Druckwasserstoff Gasflaschen
Zur neuesten Technik bei der Wasserstofflagerung gehören Druckgasbehälter für und psi und Kryo-Behälter für flüssigen Wasserstoff zur On-Board-Lagerung von Wasserstoff. Gasbehälter für Druckwasserstoff Die Energiedichte gasförmigen Wasserstoffs kann verbessert werden, indem der Wasserstoff bei höheren Drücken gelagert wird. Hierzu sind Material- und Konstruktionsverbesserungen nötig, um die Unversehrtheit des Behälters sicherzustellen. Dafür sind Fortschritte bei den Drucktechnologien ebenso erforderlich wie die Verbesserung der Effizienz und eine Reduzierung der Herstellungskosten von Hochdruckwasserstoff. Probleme bei Hochdruckwasserstoffbehältern sind der Hochdruck, das Gewicht, das Volumen, die Gleichförmigkeit und die Kosten. Die Kosten von Hochdruckgasbehältern hängen im Wesentlichen von den Kosten für die Kohlefasern ab, die für die leichte Verstärkung verwendet werden müssen. Es werden Bemühungen unternommen, kostengünstige Kohlefasern zu finden, die die geforderten Hochdruck- und Sicherheitsbestimmungen für Wasserstoffgasbehälter erfüllen. Allerdings müssten die Kohlefasern immer noch in der Lage sein, die Beschränkungen für die Wandstärke der Behälter zu erfüllen, um dazu beizutragen, die volumetrische Kapazität einzuhalten. Daher ist Kostenreduzierung ohne zusätzliches Gewicht und Volumen eine der größten Herausforderungen. Derzeit werden zwei Ansätze verfolgt, um die gravimetrischen und volumetrischen Lagerkapazitäten von Hochdruckbehältern zu steigern. Der erste Ansatz befasst sich mit Kryo-Druckbehältern. Er basiert auf der Tatsache, dass die volumetrische Kapazität des Behälters bei einem festgelegten Druck und einem festgelegten Volumen ansteigt, wenn die Temperatur sinkt. Somit steigt die volumetrische Kapazität eines Behälters durch das Kühlen eines Behälters von Raumtemperatur auf die Temperatur von flüssigem Wasserstoff (77°K) um einen Faktor vier, obwohl die volumetrische Kapazität des Systems, das zur Kühlung des Systems erforderlich ist, aufgrund des erhöhten Volumens darunter liegen wird. Der zweite Ansatz umfasst die Entwicklung verformbarer Behälter. Derzeitige Flüssigbenzintanks in Fahrzeugen sind hochverformbar, um den vorhandenen Fahrzeugraum so gut wie möglich zu nutzen. Konzepte für verformbare Tankstrukturen basieren auf der Anbringung von Strukturstützwänden. Interne tragende Zellenstrukturen können auch eine Möglichkeit sein, um eine höhere Verformbarkeit zu erzielen. Druckwasserstofftanks [5000 psi (~35 MPa) und psi (~70 MPa)] wurden weltweit gemäß den Normen ISO (Europa), NGV-2 (USA) und Reijikijun Betten (Island) zertifiziert und vom TÜV (Deutschland) und dem Japanischen Institut für Hochdruckgassicherheit (KHK) geprüft. I

12 I 2. GASFLASCHEN 2.2. Flüssigwasserstofftanks Flüssigsauerstofftanks
Die Energiedichte von Wasserstoff kann verbessert werden, indem Wasserstoff im flüssigen Zustand gelagert wird. Allerdings gibt es bei Flüssigwasserstofftanks die folgenden Probleme: Das Abdampfen des Wasserstoffs, die für das Verflüssigen des Sauerstoffs benötigte Energie, das Volumen, das Gewicht und die Tankkosten. Der Energiebedarf für das Verflüssigen von Wasserstoff ist groß. Üblicherweise werden 30 % des Heizwertes von Wasserstoff für die Verflüssigung benötigt. Daher sind neue Ansätze erforderlich, die diesen Energiebedarf und damit die Kosten der Verflüssigung senken. Das Abdampfen des Wasserstoffs muss aus Kosten- und Effizienzgründen, aufgrund der Fahrzeugbandbreite sowie aus Sicherheitsgründen, wenn die Fahrzeuge auf eingeschränktem Raum abgestellt werden, minimiert oder beseitigt werden. Tanks für Flüssigwasserstoff (LH2) benötigen eine Isolierung, wodurch sich die gravimetrische und volumetrische Kapazität des Systems reduzieren. In LH2-Tanks kann bei einem vorgegebenen Volumen mehr Wasserstoff gelagert werden als in Druckgasbehältern. Die volumetrische Kapazität von Flüssigwasserstoff beträgt 0,070 kg/L gegenüber 0,030 kg/L für psi-Gasbehältern. I

13 B 2.3. 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 1802. EN 1803. EN 1968. EN Richtlinie 1999/36/EG über ortsbewegliche Druckgeräte. Eine vorhandene Flasche, die bestimmte Bedingungen erfüllt, kann mit „II” gekennzeichnet werden. „Negative Flaschenlisten“: Einige Länder innerhalb der Europäischen Union habe Listen spezieller Flaschen erstellt, die aufgrund der ursprünglichen Konstruktionsbedingungen als nicht sicher gelten und entweder außer Betrieb genommen werden müssen oder deren fortgesetzte Verwendung eingeschränkt werden muss. Die folgenden europäischen Normen decken die wiederkehrende Kontrolle, Kontrolle und Neubewertung von Gasbehältern ab: EN 1802: Ortsbewegliche Gasflaschen - Wiederkehrende Prüfung von nahtlosen Gasflaschen aus Aluminium . EN 1803: Ortsbewegliche Gasflaschen - Wiederkehrende Prüfung von geschweißten Gasflaschen aus Kohlenstoffstahl (ausgenommen LPG). EN 1968: Ortsbewegliche Gasflaschen - Wiederkehrende Prüfung von nahtlosen Gasflaschen aus Stahl . EN 12863: Ortsbewegliche Gasflaschen - Wiederkehrende Prüfung und Instandhaltung von Gasflaschen für gelöstes Acetylen . Die Kennzeichnung und Etikettierung neuer statischer Kryo-Behälter ist gemäß EN :2002 durchzuführen. Die Richtlinie 97/23/EG und die Harmonisierte Norm EN geben die Rahmenbedingungen für den Druckschutz von Kryo-Lagertanksystemen vor. ISO/TC 58: Standardization of gas cylinders, their fittings and characteristics relating to their manufacture and use. Der Umfang beinhaltet keine Kryo-Behälter und Gaspatronen und keine großen ortsbeweglichen Gasbehälter (Die primäre Verantwortlichkeit des TC 58 besteht in der administrativen Aufsicht für die Untergremien.) B

14 B 2.4. Flaschenlagerung Do’s Don’t’s
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. Don’t’s 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. Flaschenlagerung Zu den Verfahren für Druckgase gehört unter anderem: Lagern Sie Flaschen nur einem bestimmten, festgelegten und gekennzeichneten Bereich. Alle Druckgasflaschen müssen ordnungsgemäß in Übereinstimmung mit den Anforderungen der US-Behörde OSHA (Occupational Safety and Health Administration) und anderen Anforderungen gelagert werden. Alle (vollen und leeren) Flaschen müssen aufrecht und durch Ketten und Gurte in Gestellen gesichert gelagert werden, um zu verhindern, dass sie umfallen. Gasflaschen müssen gesichert werden, um ein Umfallen durch unabsichtlichen Kontakt, Vibration oder Erdbeben zu verhindern. Flaschen müssen auf eine der folgenden Arten gesichert werden: Lagern Sie Flaschen aufrecht. Lassen Sie die Stahlschutzkappe immer angeschraubt. Dadurch reduziert sich die Wahrscheinlichkeit, dass ein Stoß gegen das Ventil dazu führt, dass das Gas austritt. Ordnen Sie Flaschen nach Gasarten. Lagern Sie volle und leere Flaschen getrennt voneinander. Kennzeichnen Sie leere Flaschen und Flaschen, die für die Rücksendung an den Lieferanten bestimmt sind. Lagern Sie Gase so, dass alte Vorräte zuerst entnommen und verwendet werden. Sichern Sie Flaschen mit Ketten oder Seilen, um zu verhindern, dass sie umfallen. Lagern Sie Druckgasbehälter in trockenen, gut belüfteten Bereichen und nicht in der Nähe von Ausgängen und Treppen. Wenn sie im Freien gelagert werden, sollten Behälter nicht auf dem Boden und nicht in extrem heißen oder extrem kalten Umgebungen gelagert werden. Wenn eine Flasche nicht geöffnet werden kann, darf das Ventil niemals aufgebrochen werden. Wenn ein Ventil nicht per Hand geöffnet werden kann, sollten die Flaschen zurückgegeben und gegen eine andere ausgetauscht werden. Mitarbeiter dürfen nicht versuchen, Flaschen oder Flaschenventile zu reparieren oder verklebte oder gefrorene Ventile aufzubrechen. Lagern Sie Druckgasflaschen nicht in Bereichen mit hohem Fußgänger- oder Verkehrsaufkommen. Lagern Sie Sauerstoffflaschen mindestens 6 Meter von entzündbaren oder brennbaren Stoffen entfernt oder trennen Sie sie diese durch einen 1,50 m starken Feuerschutz ab. Halten Sie Öl und Fett fern von Sauerstoffflaschen, -ventilen und -schläuchen. Wenn Ihre Hände, Handschuhe oder Bekleidung ölig sind, hantieren Sie nicht mit Sauerstoffflaschen. Stellen Sie sicher, dass sich in der Nähe des Lagerbereichs Feuerlöscher befinden, die für die dort gelagerten Gase geeignet sind. Stellen Sie an den Orten, an denen Gase gelagert werden, Schilder, die den bzw. die Namen des bzw. der entsprechenden Gase angeben, und RAUCHEN VERBOTEN-Schilder auf. B

15 2.5. 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). Wenn Flaschen mit einem Kran oder Ladebaum transportiert werden, sollte ein Hängegerüst, ein Schiffchen oder eine geeignete Bühne verwendet werden. Schlingen oder Elektromagnete sollten hierfür nicht verwendet werden. Ventilschutzkappen (bei Flaschen, die für die Aufnahme einer Kappe konstruiert wurde) sollten immer angebracht sein. Flaschen sollten bewegt werden, in dem Sie gekippt und auf ihren Unterkanten gerollt werden. Flaschen sollten nicht geschliffen und gezogen werden. Wenn Flaschen mit einem Fahrzeug transportiert werden, müssen Sie gesichert werden. Flaschen sollten nicht gestoßen werden und es sollte verhindert werden, dass sie heftig gegeneinander stoßen. Ventilschutzkappen sollten nicht verwendet werden, um Flaschen aus einer vertikalen Position in eine andere anzuheben. Stangen sollten nicht unter Ventilen oder Ventilschutzklappen verwendet werden, um Flaschen loszubrechen, wenn diese am Boden festgefroren sind oder anderweitig befestigt wurden. Es wird empfohlen, warmes (kein kochendes) Wasser zu verwenden. Ventilschutzklappen sollen Flaschenventile vor Schäden schützen. Bevor Sie Flaschen, die mit Ventilschutzkappen ausgestattet sind, aus einer horizontalen in eine vertikale Position bringen, sollte die Kappe richtig angebracht werden. Die Kappen sollten im Uhrzeigersinn gedreht werden, um sicherzustellen, dass die Kappe handfest sitzt. Um zu verhindern, dass Flaschen während der Verwendung umkippen, sollte ein geeigneter Flaschenwagen, eine geeignete Kette oder eine andere Stabilisierungsvorrichtung verwendet werden. Werden die Flaschen nicht auf einem Spezialwagen gesichert, sollten die Regler entfernt werden und, sofern sie vorgesehen sind, sollten vor dem Transport der Flaschen Ventilschutzkappen angebracht werden. Flaschen ohne Handräder sollten Schlüssel, Griffe oder nicht verstellbare Schraubenschlüssel an den Ventilschäften haben, während diese Flaschen in Betrieb sind. Bei Anlagen mit mehreren Flaschen wird nur ein Schlüssel oder Griff für jeden Verteiler benötigt. Bevor Sie die Flaschen bewegen, sollten die Ventile geschlossen werden. Die Flaschenventile sollten bei Beendigung der Arbeiten geschlossen werden. Die Ventile leerer Flaschen sollten geschlossen werden. Flaschen sollten nicht in Bereichen abgestellt werden, in denen sie in Kontakt mit einem elektrischen Stromkreis kommen oder Teil desselben werden könnten. Kontakt mit Stromschienen, Oberleitungen usw. sollten ebenfalls vermieden werden. Flaschen sollten von Heizkörpern, Rohrleitungssystemen, Leuchttischen usw. ferngehalten werden, die zum Erden elektrischer Stromkreise verwendet werden können, wie zum Beispiel das Abstechen einer Elektrode gegen eine Flasche, um einen Lichtbogen zu richten. Flaschen sollten niemals als Rollen oder Stützen verwendet werden, unabhängig davon, ob sie voll oder leer sind. Leere Flaschen sollten als „Leer“ gekennzeichnet, von vollen Flaschen getrennt und umgehend mit angebrachten Ventilschutzklappen an den Lieferanten zurück geschickt werden. Niemand sollte an Sicherheitsvorrichtungen von Flaschen oder Ventilen hantieren oder diese entfernen. B

16 B 2.6. 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. Schulungsanforderungen und Kompetenzbewertung Alle Personen, die mit dem Betrieb bzw. mit der Wartung von Wasserstoffstationen/-systemen zu tun haben, sollten eine Schulung erhalten haben, die für die Arbeit, für die sie eingestellt werden, geeignet ist. Diese Mitarbeiter sollten für die Aufgaben, die sie ausüben sollen, geeignet sein und sie sollten ihren Vorgesetzten zu deren Zufriedenheit nachgewiesen haben, dass sie die Schulung, die sie erhalten haben, verstanden haben und dass sie in der Lage sind, bei einem Notfall alle erforderlichen Maßnahmen zu ergreifen. Das Personal sollte leitfähige Schuhe und Bekleidung aus nicht-synthetischen Materialien tragen, um die Bildung statischer Elektrizität zu vermeiden. Die Schulung sollte so organisiert sein, dass sie alle Aspekte und alle möglichen Gefahren abdeckt, die insbesondere dem Bedienpersonal begegnen können. Sie sollten unter anderem Folgendes für das gesamte Personal abdecken: • Die möglichen Gefahren von Wasserstoff • Die Sicherheitsvorschriften vor Ort • Notfallmaßnamen • Die Verwendung von Brandschutzgeräten • Die Verwendung von Schutzbekleidung/-vorrichtungen, gegebenenfalls einschließlich Atemgeräten. Zusätzlich sollten alle Personen eine spezielle Schulung für die Tätigkeiten erhalten, für die sie angestellt werden. Es wird empfohlen, dass die Schulung gemäß einem formalisierten System durchgeführt wird und dass Aufzeichnungen von der durchgeführten Schulung gemacht werden, um aufzuzeigen, wo zusätzliche Schulungen erforderlich sind. Das Schulungsprogramm sollte regelmäßige Auffrischungskurse vorsehen. Allgemeine Schulungselemente sollte Folgendes umfassen: Druckgase und Geräte an der Schulungseinrichtungen. Gefahren von Druckgasen und Geräten. Persönliche Schutzausrüstung. Prüfungsmaßnahmen. Behandlung. Lagerverfahren. Verwendungsverfahren. Gasspezifische Sicherheitsmaßnahmen. Druckgasnotfallmaßnahmen. B

17 2.7. 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. Bevor die Flasche zum ersten Mal verwendet wird, sollten die folgenden Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden: Stellen Sie sicher, dass die Flasche mit dem korrekten Regler ausgestattet ist. Verwenden Sie immer einen Regler, der für das verwendete Material bestimmt ist, und achten Sie insbesondere darauf, dass unter keinen Umständen Fett oder Öl am Regler oder an den Flaschenventilen verwendet werden, da diese Substanzen eine negative, gefährliche Reaktion innerhalb der Flasche auslösen können. Die Flasche sollte so aufgestellt werden, dass sich der Ventilhebel oben befindet und jederzeit leicht zugänglich ist. Öffnen Sie das Ventil langsam und nur, wenn der richtige Regler angebracht ist. Das Ventil sollte vollständig geöffnet werden. Lassen Sie das Ventil niemals halb offen, öffnen Sie es entweder ganz oder schließen Sie es ganz. Das Ventil sollte niemals offen gelassen werden, wenn das Gerät nicht verwendet wird, selbst wenn die Flasche leer ist. Luft und Feuchtigkeit können durch ein offenes Ventil eindringen und Kontamination und Korrosion innerhalb der Flasche verursachen. Wenn ein giftiges oder reizendes Gas verwendet wird, sollte das Ventil nur geöffnet werden, solange sich die Flasche in einem funktionierenden Abzugsschrank befindet. Und selbst dann, sollte man das Ventil und den möglichen Gasstrom vorsichtshalber vom Laborpersonal weg halten. Wenn Flaschen verwendet werden, sollte Folgendes berücksichtigt werden: Erwärmen Sie die Flasche niemals, um den Druck des Gases zu erhöhen – dadurch kann der vom Lieferanten eingebaute Sicherheitsmechanismus beschädigt werden. Halten Sie die Flasche frei von Funken, Flammen und elektrischen Stromkreisen. Verlassen Sie sich niemals auf die Farbcodierung, um das Gas zu identifizieren! Verschiedene Hersteller verwenden möglicherweise unterschiedliche Codierungssysteme. Befüllen Sie eine Flasche niemals neu – das Vermischen von Restgasen in einem beschränktem Raum kann zu einer schwerwiegenden und zerstörerischen Reaktion führen. Verwenden Sie niemals Sauerstoff anstelle von Druckluft. Verwenden Sie bei Acetylenbehältern keine Kupferarmaturen oder –rohre. Dies könnte zu einer Explosion führen. Tragen Sie eine Sicherheitsausrüstung, die für das Gefahrpotential des Materials, mit dem Sie arbeiten, geeignet ist. B

18 2.7. 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. Kryogene Flüssigkeiten Alle kryogenen Flüssigkeiten sollten wegen möglicher Haut- oder Augenschäden durch die niedrige Temperatur und aufgrund der Gefahren, die mit der Druckbildung in geschlossenen Rohrleitungen oder Behältern verbunden sind, mit Vorsicht verwendet werden. Die empfohlene Ausrüstung für den Transport kryogener Flüssigkeiten besteht aus einem Vollgesichtsschild, locker sitzenden Kälteschutzhandschuhen, einer Schürze und einer Hose ohne Aufschlag. Tragbare Behälter sollten nur verwendet werden, wo ausreichende Belüftung vorhanden ist. Stellen Sie Behälter nicht in einem Schrank oder in einem anderen geschlossenen Raum ab, der nicht über eine Belüftung verfügt. Die Bildung von Inertgas in einem solchen Bereich könnte eine sauerstoffarme Atmosphäre erzeugen. Spezielle Vakuummantelbehälter mit locker sitzenden Deckeln sollten für die Handhabung keiner Mengen verwendet werden. Vom Gaslieferanten bereit gestellte Vakuummantelbehälter verfügen über Überdruckentlastungsvorrichtungen. Jeder Raum, indem sich kryogene Flüssigkeiten ansammeln können (berücksichtigen Sie Undichtheiten in geschlossenen Geräten), müssen belüftet oder durch Überdruckentlastungsvorrichtungen geschützt werden. Enorme Drücken können dazu führen, dass die Flüssigkeit in geschlossenen Räumen zu Gas wird. Ein Kubikzentimeter flüssigen Wasserstoffs dehnt sich beispielsweise auf das 700-fache seines Volumens aus, wenn er in seinen gasförmigen Zustand übergeht (sich erwärmt). Behälter, die mit kryogenen Flüssigkeiten befüllt werden sollen, sollten langsam befüllt werden, um Spritzer zu vermeiden. Kryo-Behälter, die Anzeichen für einen Vakuumverlust in ihrer Außenhülle aufweisen (Eisbildung an der Außenseiten des Behälters), sollten nicht vom Gaslieferanten abgenommen werden. Kontakt mit Luft (oder Gasen mit einem höheren Siedepunkt), können zu einem Eisstopfen in einem Kryo-Behälter führen. B

19 3. GASROHRE Es sollten bevorzugt Legierungen mit homogenen feinkörnigen Mikrostrukturen verwendet werden. Übermäßig harte oder hochfeste Legierungen sollten vermieden werden (für die Verwendung in Rohrleitungen sollte die Härte maximal 22 HRC oder 250 HB betragen). 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. Für eine sichere Konstruktion von Wasserstoffrohrleitung- oder Verteilungssystemen, sind folgende Punkte zu berücksichtigen: Lokale Bedingungen Geltenden Rohrvorschriften für die mechanische Konstruktion und Installation Betriebsbedingungen (Flüssigkeitszusammensetzung, Gasgeschwindigkeit, Druck, Temperatur und Taupunkt) Auswahl metallischer Materialien Auswahl nichtmetallischer Materialien Nationale Gesetze und Vorschriften Reinheitsnormen für den Betrieb Industrierichtlinien im Zusammenhang mit Wasserstoffsystemen Gefahrenüberlegungen Es gibt eine Reihe von Sprödbruchmechanismen oder Zersetzungseffekten. Die Folgenden sind für die Beförderung von Wasserstoff in Rohrleitungen relevant: Bei Innenkorrosion -> Wasserstoffversprödung bei Umgebungstemperatur Bei Außenkorrosion -> Spannungsrisskorrosion (SPRK) von Rohrmaterialien in unterirdischen Umgebungen. 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 (für die Verwendung in Rohrleitungen sollte die Härte maximal 22 HRC oder 250 HB betragen). 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 Metallische Materialien: Festigkeit, Härte und Mikrostruktur, ASTM G “Standard Test Method for Determination of Susceptibility of Metals to Embrittlement in Hydrogen Containing Environments at High Pressure, High Temperature, or Both”. Es gibt eine Reihe von Sprödbruchmechanismen oder Zersetzungseffekten. Folgende sind für die Beförderung von Wasserstoff in Rohrleitungen relevant: Bei Innenkorrosion Wasserstoffversprödung bei Umgebungstemperatur. Bei Außenkorrosion Spannungsrisskorrosion (SpRK) von Leitungsrohrmaterialien in unterirdischen Umgebungen. B

20 3. GASROHRE 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. Viele metallische Materialien können in wasserstoffhaltigen Umgebungen verspröden. Dazu gehören Stähle (insbesondere hochfeste Stähle), Edelstähle und Nickellegierungen. Stähle, die für Wasserstoffrohrleitungen verwendet werden, sollten eine maximale Härte von ca. 22 HRC (Rockwellhärte C) oder 250 HB (Brinellhärte) haben. Diese Härtegrenze entspricht in etwa einer Zugfestigkeitsgrenze von ca. 116 ksi (800 MPa). Schweißnähte sollten eine maximale Härte von 22 HRC oder 250 HB haben. Es sollte angemerkt werden, dass der geschweißte Bereich oft härter und daher anfälliger für Versprödung ist als das Grundmetall. Hinweise: Bewerten Sie die Eignung des Materials bezüglich der Widertandsfähigkeit gegenüber Wasserstoffversprödung (siehe ISO and B4). Ultrahochreiner Wasserstoff wird üblicherweise in elektropolierten 316L-Edelstahlrohren transportiert. Die Konstruktion, Herstellung, Prüfung, Untersuchung und Probe muss in Übereinstimmung mit den nationalen oder internationalen Normen wie zum Beispiel ASME B31.3 und B31.8. erfolgen. B

21 3.1. 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. 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. Schweißnähte Um eine akzeptable Schweißzonenhärte zu erzielen, ist es möglicherweise erforderlich, Stähle mit einer geringeren Festigkeit als oben angegeben (500 MPa) zu verwenden. Spezielle Schweißverfahren und Wärmebehandlungen vor oder nach dem Schweißen können ein weiterer Ansatz sein. In den Rohrleitungssystemen werden möglicherweise Puffer benötigt, üblicherweise nahtlose Druckbehälter. Stähle, die für nahtlose Druckbehälter verwendet werden, können eine UTS (Zugfestigkeit) von bis zu 950 MPa (ISO 9809 und ISO 11120) haben. Die Legierungen, die an schwierigen Stellen verwendet werden, sollten hohe Zähigkeitsgrade in der hergestellten Bedingung aufweisen und relativ unempfindlich für Schweißprobleme wie z.B. harte/spröde Bereiche, Mikrorisse, Risse usw. sein. Die Rohrabschnitte sollten unter Verwendung eines anerkannten Schweißverfahrens zusammen geschweißt werden. Es ist von wesentlicher Bedeutung, dass die inneren Schweißflächen glatt und im Wesentlichen frei von Schlacke, Wülsten oder losen Partikeln sind, um die innere Reinheit zu bewahren. Es wird empfohlen, dass die Wurzellage aller Stumpfschweißnähte mit einer Schweißtechnik ausgeführt wird, die eine Spülung mit Inertgas verwendet, da dies die Wahrscheinlichkeit von Schlackeablagerungen an der Unterseite der Schweißnaht reduziert. Wo Schweißverbindungen nicht möglich sind, sollten - sofern durchführbar - Flanschverbindungen verwendet werden. Alle Rohrschweißarbeiten sollten in Übereinstimmungen mit den Schweißverfahren und durch für diese Verfahren qualifizierte Schweißer gemäß den Rohrleitungsvorschriften laut der Projektspezifikation und gemäß den lokalen und nationalen Gesetzen durchgeführt werden. Es muss sichergestellt werden, dass alle Schweißmuster die gleiche Festigkeit und Zähigkeit haben wie das Grundmetall. Der Härtegrad der Schweißnähte und der Wärmeeinflusszone (WEZ) von Schweißnähten sollten Rockwell C 22 nicht überschreiten. Dies entspricht Vickers 248 oder 250 HB. Die Härtebestimmung ist durch Mikrohärte-Travesen durchzuführen, die auf metallographischen Proben angebracht werden, die von den Schweißproben entnommen wurden. 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. 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. B

22 B 4. VENTILE 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 3 Ventile Allgemeine Empfehlungen: Im Allgemeinen ist das Problem bei den meisten Rohrleitungen und Geräten, die mit Wasserstoff verwendet werden, das gleiche wie beim Betrieb mit anderen entzündbaren Gasen, mit dem Unterschied, dass die Wahrscheinlichkeit, dass Undichtheiten auftreten, höher ist. Die Konstruktion, Installation und Prüfung sind daher sehr wichtig. Ventilfunktionen: Absperr- und Notfallabsperrventile, Steuer- und Druckminderungsventile und -regler, Sicherheitsventile, Manuelle Belüftungs- und Ablassventile, Überlaufventile, Kontrollventile (Rückschlagventile) Ventiltypen: Kugel- und Kegelventile: Sie lassen sie von Natur aus schnell öffnen und verfügen über eine gute Dichtung. Sie werden bevorzugt als Absperr-, Überlauf- und Belüftungs- und Ablassventile verwendet. Sie können unter bestimmten Umständen auch als Steuerventile verwendet werden, wenngleich ihre Steuereigenschaften allgemein weniger präzise sind als bei Kugelventilen und Drosselklappen. Drosselklappen: Es können auch Scheibenventile mit Exzenterscheiben verwendet werden (Hochleistungsdrosselklappen). Sie können als Steuerventil verwendet werden, wenn der Druckabfall innerhalb des Ventils nicht zu groß ist. Der Hauptnachteil besteht darin, dass der Ventilsitz in besonderem Maße Partikelschäden ausgesetzt ist. Wenn diese Ventile gewählt werden, sollte es sich dabei um Doppelexzenter- und blasendichte Absperrventile handeln. Drosselklappen sind nicht für ein internes Rohrleitungsprüfgerät geeignet, da sich die Scheibe und der Stift permanent im Strömungsweg befinden. Schieberventile: Dabei handelt es sich um robuste und bewährte Ventile, die üblicherweise verwendet werden, um Ströme zu blockieren. Der Hauptnachteil besteht darin, dass sie, außer bei bestimmten Konstruktionen mit weichen Dichtstreifen auf den Scheiben, nicht so dicht sind wie Kugel-, Kegelventile, Drosselklappen oder Hubventile. Um dies abzuschwächen, sollten sie mit flexiblen Keilen (Sperren) ausgestattet sein. Schieberventile sind für interne Rohrleitungsprüfgeräte geeignet. Hubventile: Sie werden üblicherweise in Steueranwendungen und dort, wo eine dichte Absperrung ein vorrangiges Problem ist, verwendet. Sie werden aufgrund ihrer dichten Absperrung außerdem bei automatischen Belüftungs- und Trennventilen verwendet. Das Gas, das durch ein Hubventil strömt, muss zwangsläufig seine Richtung ändern, was an seinen präzisen Steuereigenschaften liegt. Allerdings sind Hubventile dadurch anfälliger für Verschleiß und Abrieb. Aus diesem Grund sollte bei Anwendungen mit einem großen Druckabfall innerhalb des Ventils die Verwendung gehärteter Kegel- und Sitzmaterialien in Erwägung gezogen werden. Die hohe Schallgeschwindigkeit von Wasserstoff hat zur Folge, dass dieses Problem bei niedrigeren Druckfällen als bei den meisten anderen Gasen auftritt. Überdruckventile: Diese Ventile sind speziell dafür bestimmt, Überdruck an einem Objekt oder System zu verhindern, indem der Anstieg des Innendrucks automatisch und zuverlässig durch das Ablassen von Gas gestoppt wird, sobald ein voreingestellter Druck erreicht wurde. Es gibt verschiedene Typen und Arten von Überdruckventilen. Dazu gehören u.a. direktwirkende, Servo-, variable Rückschlagventile usw. Obwohl verschiedene Materialien für das Ventilgehäuse verwendet werden können, wird empfohlen, entweder Kohlenstoffstahl oder Edelstahl zu verwenden, da diese Materialien wirtschaftlich sind und einige der möglichen Korrosionsprobleme verhindern, die auftreten könnten, wenn Verunreinigungen in die Rohrleitung eindringen. Kontrollventile (Rückschlagventile): Diese Ventile sind speziell dafür bestimmt, einen Durchfluss in eine Richtung zuzulassen und einen Durchfluss in die andere Richtung zu stoppen. Es gibt zahlreiche Typen wie zum Beispiel Klappen-, Klappen, Kugel-, Teller- und Federventile, schwerkraftbetätigte, hydraulisch unterstützte Ventile usw. Um den Rückfluss zu reduzieren, wenn das Ventil geschlossen ist, werden ein weicher Sitz in einer Metallhalterung oder speziell überlappte Metallsitze bevorzugt, insbesondere, wenn schon ein kleiner Rückfluss ein erhebliches Risiko darstellen würde. 1 2 4 B 7 5 6

23 B 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. Wasserstoffsensoren Ein Sensor ist ein Gerät, das eine reale Bedingung wie zum Beispiel Bewegung, Wärme oder Licht misst oder feststellt und die Bedingung in eine analoge oder digitale Darstellung umwandelt. Bei der Auswahl des besten Sensors sollten die folgenden Punkte berücksichtigt werden: Gas und Konzentrationsbereich Fest oder tragbar, Punktsensor oder Open-Path-Sensor Umgebung (Feuchtigkeit, Temperatur, Druck, Gasgeschwindigkeit, chemische Gifte bzw. Störstoffe): Temperatur-, Druck- und Feuchtigkeitsbereiche kommerzieller Produkte sind im Allgemeinen für Innenanwendungen geeignet, bei denen eine akzeptable Umweltkontrolle vorhanden ist. Mobile Anwendungen bzw. plötzliche Änderungen sind ein empfindliches Problem. Stromverbrauch, Reaktionszeit, Wartungsintervall Wonach sollte man fragen? Nach den drei wichtigsten Punkten der Gasdetektion: Hohe Empfindlichkeit Hohe Selektivität Hohe Stabilität Und… Einfache Systemintegration Geringer Energieverbrauch (10 mW) Rauscharm Lange Lebensdauer und Kalibrierintervalle: Eine lange Lebensdauer eines Detektors befreit nicht von regelmäßiger Wartung und Kalibrierung. Signaldrift aufgrund von Umweltbedingungen, Zersetzung aufgrund längerer Exposition gegenüber Reduktionsgas unter dem Alarmniveau bzw. plötzliche Exposition gegenüber hohen Konzentrationen sind Faktoren, die zu berücksichtigen sind. Geringe Querempfindlichkeit: Die Empfindlichkeit wird selten als Grenze der Detektion ausgedrückt. Von den Auflösungsdaten kann zumindest ein Hinweis gewonnen werden. Elektrochemische Sensoren verbinden eine hohe Auflösung mit einer guten Wiederholbarkeit. Systeme mit einem großen Bereich haben logischerweise die niedrigste Auflösung. Schnelle Reaktion/Wiederherstellung: Gate-Feld-, akustische und kombinierte (Gate-Feld + Widerstand) Systeme können eine sehr schnelle Reaktion haben und 90 % des Signals innerhalb von 1 bis 3 Sekunden nach der Exposition erreichen. WLD-, MOS- und einige katalytische Sensoren haben eine etwas niedrigere aber immer noch sehr schnelle Reaktion (innerhalb von 5 bis Sekunden). Elektrochemische Sensoren haben die langsamste Reaktion mit mindestens T(90) = 30 s und einem Maximum von T(90) = 110 s. Eigensicherheit Niedrige Kosten Wasserstoffsensoren B

24 6. GASDRUCKREGLER 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. 4 2 Typen: Leitungsregler (1) Universalregler (2) Hochreinheitsregler (3) Spezialregler (4) Gasdruckregler Die primäre Funktion eines Gasdruckreglers besteht darin, Hochdruckgas in einer Flasche oder in einer Verfahrenslinie auf ein niedrigeres, verwendbares Niveau zu reduzieren, wenn es in ein anderes Gerät übergeht. Dies kann auch dazu dienen, den Druck innerhalb eines Systems beizubehalten. Allerdings ist ein Regler kein Strömungswächter. Er wird nur verwendet, um den Förderdruck zu regeln. Es gibt vier Haupttypen von Gasdruckreglern, die durch ihre spezielle Anwendungsfunktion oder durch die Systeme, in denen sie am besten funktionieren, bestimmt werden: Leitungsregler, Mehrzweckregler, Hochreinheitsrelger und Spezialregler. Leitungsregler sind üblicherweise Point-of-use-Regler, die in Niederdruckrohrleitungen verwendet werden. Sie werden außerdem in Verbindung mit Hochdruckflaschenreglern verwendet, die den Einlassdruck auf 250 bis 400 psig reduzieren. Universalregler sind auf Wirtschaftlichkeit und Langlebigkeit ausgelegt. Sie werden für nichtkorrosive Anwendungen in allgemeinen Anlagen und Versuchsanlagen und in Wartungsanwendungen empfohlen. Hochreinheitsregler sind dafür bestimmt und konstruiert, Diffusionswiderstand zu bieten und leichte Reinigung zu ermöglichen. Metallmembrane und Hochreinheitssitze reduzieren oder beseitigen Entgasung und Innendiffusion. Spezialregler werden speziell für Spezialanwendungen konstruiert wie zum Beispiel für den Betrieb mit Sauerstoff, Acetylen und Fluor, mit Hochdruck, Ultrahochdruck und Korrosion. 3 B 1

25 B 7. SONSTIGE GERÄTE Siebe und Filter (1). Durchflussmessgeräts (2).
Berstscheiben (3). Isolierverbindungen (4). Flexible Anschlüsse (5). 4 Sonstige Geräte Siebe und Filter Ihr Einbau wird empfohlen, um Verschmutzung, insbesondere stromaufwärts, von Druckreglern und Messgeräten zu verhindern. Durchflussmessgeräte Häufig werden Blenden-, Venturi- und Turbinenmessgeräte verwendet. Grundlage für die Auswahl des Durchflussmessgerätetyps sind normalerweise die Genauigkeitsanforderungen für den Gasstrombereich, der erforderlich ist, um die Kundenanforderungen zu erfüllen. Berstscheiben Sicherheitsventile werden Berstscheiben vorgezogen, weil Berstscheiben anfälliger für vorzeitigen Ausfall sind und nicht mehr von selbst schließen, wenn Sie betätigt wurden. Insgesamt bedeutet dies, dass ein unbeabsichtigter Wasserstoffaustritt wahrscheinlicher ist und dass der Austritt stark sein und andauern wird, bis die Wasserstoffquelle abgesperrt wird. Ist eine Berstscheibe unvermeidlich, gelten für diese in der Regel die gleichen Anforderungen wie für Sicherheitsventile. Isolierverbindungen Bei Isolierverbindungen handelt es sich im Wesentlichen um zwei Rohrstücke, die durch ein Material mit einer hohen Dielektrizitätskonstante (Isolator) getrennt werden, um zwei Systeme oder Objekte elektrisch zu isolieren. Üblicherweise wird dies gemacht, um separate Zonen möglicher Korrosion zu schaffen. Flexible Anschlüsse (Schlauch, Dehnfuge usw.) Wenn sich Rohrleitungen und Geräte erwärmen, dehnen sie sich aus und üben dabei Druck auf das System aus, da sie ihre Form ändern, um das nun längere Material unterzubringen. Ein flexibler Anschluss ist eine Vorrichtung, die diese Ausdehnung durch ihre Flexibilität ermöglicht. Der Anschluss dehnt sich aus, sodass die Rohrleitung dies nicht tun muss. Flexible Anschlüsse sind im Betrieb deutlich weniger robust als Rohre. Das bedeutet auch ein deutlich höheres Risiko eines Ausfalls, der bei entzündbaren Gasen und in noch höherem Maß bei Wasserstoff gefährlich wäre. Die bevorzugte Lösung besteht darin, durch Dehnungsschleifen Flexibilität in das Rohrleitungssystem zu bringen. Diese Lösung sollte verwendet werden, solange es keine praktische Alternative gibt. Ist ein flexibler Anschluss unvermeidbar, sollte er aus korrosionsbeständigem Metall hergestellt sein, eine Verkleidung haben und regelmäßig im Betrieb geprüft werden, um Anzeichen für anfängliche Fehler frühzeitig festzustellen. Dehnungsfugen können in Übereinstimmung mit bestehenden Normen wie zum Beispiel den Normen der Expansion Joint Manufacturer's Association (EJMA) ausgeführt werden. 3 2 B 5

26 B 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. Undichtheiten Kleinere Undichtheiten Gelegentlich kann eine Gasflasche oder einer ihrer Bestandteile eine Undichtheit aufweisen. Die meisten dieser Undichtheiten treten an der Oberseite der Flasche in Bereichen wie den Ventilgewinden, den Drucksicherheitsvorrichtungen, dem Ventilschaft und dem Ventilauslass auf. Die folgenden Informationen gelten für Behebung kleinerer Undichtheiten: Überprüfen Sie vermutete Undichtheiten, wenn möglich, mit einem Detektor für entzündbares Gas oder mit einer Seifenwasserlösung (eine Flamme sollte nicht verwendet werden). Wenn die Undichtheit nicht durch das Anziehen der Ventilstopfbuchse oder der Dichtungsmutter gestoppt werden kann, sollten Notfallmaßnahmen eingeleitet werden. Bei entzündbaren, inerten 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 B 8.2. 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. Größere Undichtheiten Im Fall eines großen Gasaustritts oder bei einem Unfall, bei dem die griffbereite persönliche Schutzausrüstung (PSA) nicht ausreicht, um die Sicherheit bei der Arbeit sicherzustellen, ergreifen Sie die folgenden Notfallmaßnahmen: Rufen Sie umgehend die Notrufnummer an und melden Sie den Vorfall. Lösen Sie Feueralarm für das Gebäude und den Bereich aus (oder gegebenenfalls Chemiealarm). Evakuieren Sie den Bereich, sichern Sie die Eingänge und helfen Sie anderen beim Weg ins Freie. Informieren Sie die Zuständigen bei deren Ankunft über die Einzelheiten des Problems. Um die Möglichkeit von Undichtheiten zu minimieren wird Folgendes empfohlen: Doppelte (Ab-)Dichtungen Jedes Gussteil sollte hydraulisch auf Undichtheiten geprüft 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. Diese sollten mit positiver Isolierung kombiniert werden, wenn sie verwendet werden, um den Strom zu blockieren, bevor versucht wird, Wartungsarbeiten oder eine Prüfung im Inneren der Leitung durchzuführen. Metallsitz mit blockierten Ventilauslass Vorzugsweise sollten bei der Montage des Ventilgehäuses keine Durchverbolzung und keine Gehäuseflansche oder Schraubverbindungen verwendet werden. Die Hauptleitungstrennventile sollte einen vollen Durchgang haben, wenn Rohrleitungsmolchen für die Prüfung vorgesehen ist. 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. Reinigung Die Konstruktion des Rohrleitungssystems muss kompatibel mit den zu verwendenden Reinigungs-, Bau- und Druckprüfverfahren sein. Der Reinigungsprozess sollte sicherstellen, dass alle Verunreinigungen aus dem Inneren des Rohrleitungssystems entfernt werden. Die Reinigung von Wasserstoffrohrleitungssystemen besteht normalerweise aus einer Kombination aus Gebäudereinigung und einer abschließenden Reinigung nach dem Bau. Die Reinigung von Wasserstoffrohrleitungen nach dem Bau kann eines der folgenden oder eine Kombination aus mehreren der folgenden Reinigungsverfahren umfassen: Molchen (Draht, Schaum, Kratzer, Entwässerung, leitungsgroß, übergroß) Mechanisches Kratzen Hochgeschwindigkeitsgasspülung Im Allgemeinen werden Molche aus Materialien hergestellt, die kompatibel mit Wasserstoff sind. Aus diesem Grund ist Molchen neben dem erforderlichen Reinheitsgrad normalerweise die erste Wahl für das Reinigen von Wasserstoffrohrleitungen. Schweißen: Es wird empfohlen, die Wurzellager aller Stumpfschweißnähte mit einer Schweißtechnik auszuführen, bei der eine Spülung mit Inertgas verwendet wird, da hierdurch die Möglichkeit von Schlackeablagerungen auf der Unterseite der Schweißnähte minimiert wird. Druckprüfungen sollten so durchgeführt werden, dass die Reinheit des Rohres nicht beeinträchtigt wird. Üblicher Reinigungsablauf: Entwässerung Trocknen Trockenreinigung Abschließendes Trocknen Nach der Prüfung der Rohrleitung und der Abnahme des Reinheitsstandards, wird die Rohrleitung an allen offenen Enden entweder mit geschweißten Kappen oder Blindflanschen abgedichtet und mit Stickstoff gespült. B