Dichtheidstesten voor waterstofpakkingen

Geteste pakkingen verhogen de veiligheid in waterstoftoepassingen

26-02-2024, Benjamin Floegel over de materiaaltesten van KLINGER Dichtungstechnik

Steeds meer beheerders van waterstofsystemen stellen hogere eisen aan de betrouwbaarheid van pakkingen. KLINGER Dichtungstechnik biedt producenten nauwkeurige specificaties op basis van grondige testprocedures. Dankzij geavanceerde testmethoden kunnen zij nauwkeurige details verstrekken over de dichtheid van haar producten. Dit is een belangrijk voordeel bij de selectie van de juiste pakking voor kritische toepassingen zoals waterstof, waarbij het om een zeer klein molecuul gaat.

Om flensverbindingen "berekenbaar" te maken, zijn er testnormen ontwikkeld die uiteenzetten op welke manieren specifieke dichtheidskenmerken moeten worden bepaald. Een van de belangrijkste normen is EN 13555, die de dichtheidstest beschrijft, waaronder een die helium als testgas gebruikt bij een interne druk van 40 bar (580 psi). KLINGER Dichtungstechnik heeft al veel datasheets voor haar producten gepubliceerd, met kenmerkende waarden die kunnen worden gebruikt om flensverbindingen te berekenen.

Natuurlijk hebben gebruikers en klanten enorm baat bij informatie die hen extra zekerheid geeft bij het maken van hun flensverbindingen voor waterstoftoepassingen. Deze informatie omvat bijvoorbeeld de beschikbaarheid van betrouwbare afdichtingseigenschappen om de specificaties voor veilige waterstoftoepassingen te berekenen. Om dit te bereiken, heeft KLINGER Dichtungstechnik een groot aantal EN 13555-testen uitgevoerd bij de verplichte minimale waarden voor pakkingcompressie met helium in-house, evenals commissietesten met waterstof bij een externe partner.

De volgende materialen zijn aan extensieve testen onderworpen:

"Omdat we niet over de benodigde apparatuur beschikken voor testen met waterstof en geen metingen met dit gas op locatie kunnen uitvoeren vanwege veiligheidsredenen, hebben we de waterstoftesten uitbesteed aan een geaccrediteerd laboratorium,"

- Benjamin Floegel, hoofd van het materiaaltestlaboratorium bij KLINGER Dichtungstechnik -

Voor elk pakkingmateriaal werden vier DN40/PN40 testmonsters direct naast elkaar genomen van een plaat afdichtingsmateriaal. Van elk materiaal werd een pakking getest in het KLINGER-testlab met helium bij 10 en bij 40 bar (145 tot 580 psi). De andere twee pakkingen werden getest in de geaccrediteerde testlaboratoria van amtec Messtechnischer Service, ook bij 10 en 40 bar (145 tot 580 psi), met waterstof als het medium.

Testen met precisie

Het kleur- en geurloze inerte gas helium heeft een vergelijkbare atoomstraal als het waterstofmolecuul (H2), dat bestaat uit twee waterstofatomen. Hoewel helium, net als het zeer brandbare H2, door kleine openingen en kanalen kan passeren, is het onschadelijk. Daarom kunnen Benjamin en zijn team het in hun eigen laboratorium hanteren en precisie afdichtingstesten uitvoeren. "Om te bepalen hoe de hoogwaardige afdichtingsmaterialen van KLINGER zich gedragen met waterstof onder dezelfde omstandigheden, hebben we vergelijkende testen uitgevoerd op verschillende KLINGER-afdichtingsmaterialen," zegt Benjamin. “Toen de resultaten terugkwamen, waren we blij verrast, omdat ze bijna identiek waren aan de testen voor helium.”

Bekijk het laboratorium

Voor op de concurrentie

"Voor gebruikers en onze klanten betekent dit dat flensverbindingen voor waterstoftoepassingen kunnen worden ontworpen met behulp van de bestaande dichtheidsparameters voor helium. Dat is een groot voordeel," zegt Benjamin. De grafieken hieronder tonen de gelijkenis in metingen voor helium en waterstof.

De testen benadrukten nog een voordeel: alle geteste KLINGER PTFE-materialen leverden veel betere resultaten op bij 10 en 40 bar (145 tot 580 psi) waterstof dan bij de equivalente testen met helium. Dit is duidelijk te zien in de grafiek voor KLINGER top-chem 2003:

Links ziet u het grafiek van KLINGER®CompenSil en rechts KLINGER®top-chem 2003

Met een toenememde vraag naar toepassingen met waterstof kan KLINGER Dichtungstechnik nu op een vaardige manier gebruikmaken van haar ervaringsmarge. Betrouwbare afdichtingen zijn een essentieel onderdeel in alle sectoren van de industrie - van de chemische industrie tot energieopwekking tot mobiliteit.

Benjamin zegt: "Niets is honderd procent lekvrij. Maar op basis van onze resultaten kunnen we nu duidelijk de lekkagedichtheidsklassen aantonen die kunnen worden bereikt bij verschillende compressiewaarden met onze producten voor waterstof."

Ik heb een specifieke vraag

Veelgestelde vragen (FAQ)

Hoe worden pakkingen getest voor waterstoftoepassingen?

Bij KLINGER Dichtungstechnik worden alle geproduceerde batches onderworpen aan een breed scala aan testen, waaronder chemische bestendigheid tegen diverse media, lekdichtheidsmetingen, en thermische en mechanische testen. Naast de kwaliteitsborgingstesten die de productie begeleiden, voeren we vele andere standaard- en speciale testen uit, bijvoorbeeld om karakteristieke waarden te verkrijgen.

Hoe wordt lekkage gemeten in de pakkingtestprocedures?

Dit hangt af van de onderliggende testnorm. Voor lekdichtheidstesten volgens EN 13555 gebruiken we zowel de differentiële drukmethode als heliummassaspectrometrie; voor testen gebaseerd op DIN 28090-2 of DIN 3535-6 gebruiken we onder andere gasburetten of thermische massastroommeters. Alle testen bij KLINGER Dichtungstechnik worden uitgevoerd met helium of stikstof. Maar we kunnen ook lekmetingen uitvoeren met diverse vloeistoffen, bijvoorbeeld volgens ASTM F 37.

Welke norm beschrijft de EN 13555?

De EN-13555 beschrijft de dichtheidstest, waaronder een die helium als testgas gebruikt bij een interne druk van 40 bar (580 psi)

Welke pakkingen zijn geschikt voor waterstof?

Er is niet één soort pakkingsmateriaal dat geschikt is voor toepassingen met waterstof. KLINGER heeft hier meerdere soorten geschikte pakkingen voor. De juiste pakking is afhankelijk van de toepassing. Neem daarom contact met ons op via onderstaand formulier, zodat onze collega's u hierover adviseren.

Contact

Voor meer informatie over dit onderwerp: