Überprüfung der Konstruktion und Sicherheitsprüfung von Wasserstoffventilen

„Da saubere Energie in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen hat, hat die Wasserstoffindustrie zunehmend an Aufmerksamkeit gewonnen. Einerseits besteht eine wachsende Nachfrage nach Wasserstoff auf dem Markt; andererseits können industrielle Armaturen, die in Wasserstoffanwendungen eingesetzt werden, gewisse Sicherheitsrisiken bergen. In dieser sich rasant entwickelnden Branche müssen zur Gewährleistung der Sicherheit verschiedene Aspekte berücksichtigt werden, wie beispielsweise die Materialauswahl, die Überprüfung der Konstruktion und die Prüfung auf flüchtige Emissionen.“Wasserstoff ist das kleinste bekannte Molekül in der Natur und bietet als Energiequelle unbegrenztes Anwendungspotenzial. Wasserstoffgas ist hochentzündlich, daher spielen Wasserstoffventile eine entscheidende Rolle bei der Kontrolle des Wasserstoffflusses und gewährleisten so die Sicherheit von Personal, Anlagen und Umwelt. Info@geko-union.com 01Ventilauswahl -Bei Ventilen, die in Wasserstoffumgebungen eingesetzt werden, ist die korrekte Auswahl für die Anlagensicherheit und den zuverlässigen Betrieb unerlässlich. Gängige Wasserstoffventiltypen sind Kugelhähne, Absperrventile und Rückschlagventile. Kugelhähne eignen sich ideal für Ein-/Aus-Funktionen und bieten hervorragende Absperreigenschaften zur effektiven Isolierung von Wasserstoff. Absperrventile ermöglichen präzise Steuerungs- und Regelfunktionen und werden häufig an Knotenpunkten in Wasserstoffsystemen eingesetzt, die eine Modulation erfordern. Rückschlagventile verhindern Rückfluss, schützen die Systemsicherheit und spielen eine wichtige Rolle für die Integrität von Wasserstoffsystemen. Bei der Auswahl von Wasserstoffventilen müssen Normen wie API 600, API 602 oder ASME B16.34 beachtet werden, um sicherzustellen, dass die Ventile optimal auf das System abgestimmt sind und einwandfrei funktionieren.02Grundmaterialien -Die Wahl der richtigen Rohstoffe ist für die Herstellung von Wasserstoffventilen unerlässlich, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Anlagen zu gewährleisten. Gängige Werkstoffe sind Edelstahl (ASTM A351 CF8M), Nickelbasislegierungen (ASTM B564, N10276) und Titan (ASTM B348). Diese Werkstoffe weisen eine hohe Beständigkeit gegen Wasserstoffversprödung auf und eignen sich daher gut für anspruchsvolle Wasserstoffbedingungen.Mehrere Normungsorganisationen, darunter ASTM International, das American Petroleum Institute (API) und die American Society of Mechanical Engineers (ASME), bieten Richtlinien zur Materialauswahl und Kompatibilität für Wasserstoffbedingungen an, die äußerst wertvolle Referenzen darstellen.03Designverifizierungstests -Sicherheit hat oberste Priorität, insbesondere bei Wasserstoffventilen, die den extremen Belastungen dieses reaktionsfreudigen Gases standhalten müssen. Dies bedeutet, hohen Drücken standzuhalten, Leckagen zu verhindern und Flüssigkeiten effektiv zu kontrollieren, um potenzielle Risiken zu minimieren und Leben und Eigentum zu schützen.Ventile für Wasserstoffanwendungen müssen vor ihrer Verwendung einer Funktionsprüfung unterzogen werden, um ihre Funktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit unter anspruchsvollen Bedingungen zu gewährleisten. Empfohlene Prüfarten umfassen technische Berechnungen und Simulationen sowie Druckprüfungen. Diese Prüfungen dienen als simulierte Funktionstests und bewerten die Gesamtintegrität und Dichtheit der Ventile unter hohem Druck und wiederholten Schaltzyklen. Zur Reduzierung von Sicherheitsrisiken für das Personal wird der Einsatz automatisierter Schaltzyklen empfohlen.Bei Wasserstoffventilen geht der Trend aktuell dahin, Gasdruckprüfungen proportional zu statischen Wasserdruckprüfungen durchzuführen. Hauptgrund dafür ist, dass Wassermoleküle bei Niederdruckprüfungen möglicherweise subtile Defekte nicht aufdecken. Darüber hinaus sollte Wasser für bestimmte Ventilkonstruktionen nicht als Prüfmedium verwendet werden. Inertgase verbessern die Prüfempfindlichkeit deutlich. Zusätzlich ist es notwendig, Prüfungen mit sauberer, trockener Luft, Stickstoff, Helium, Argon oder sogar Wasserstoff durchzuführen, um reale Betriebsbedingungen zu simulieren. Die Prüfer müssen mit den damit verbundenen Risiken und Präventivmaßnahmen bestens vertraut sein.Bei Hochdruckgasprüfungen sollten Schutzgehäuse verwendet werden. Kryogene Prüfungen sind unerlässlich, um das Tieftemperaturverhalten von Ventilen, insbesondere von Wasserstoffventilen, zu überprüfen. Ventilkonstruktion und Prüfverfahren müssen Normen wie API 598 und ASME B16.34 entsprechen. In der Praxis ist es oft notwendig, die vorgeschriebene Prüfzeit zu verlängern oder strengere Prüfkriterien anzuwenden, um eine höhere Zuverlässigkeit zu gewährleisten.04Flüchtige Emissionen -Bei Wasserstoffventilen beschränkt sich die Prüfung nicht nur auf Funktions-, Gasdruck- und Tieftemperaturtests. Um die Funktionsfähigkeit der Ventile auch unter extremen Bedingungen zu gewährleisten, sind zusätzlich Prüfungen auf flüchtige Emissionen und Brandprüfungen erforderlich.Aus Kostengründen stellt sich die Frage, ob Funktionsprüfungen und Leckageprüfungen kombiniert werden können. Wenn Ventile auch unter extremsten Bedingungen einwandfrei funktionieren, lassen sich Leckagen und Umweltverschmutzung reduzieren und sogar Unfälle verhindern. Bei Leckageprüfungen von Industriearmaturen unter Wasserstoffbedingungen müssen spezielle Prüfverfahren eingehalten werden, um die Sicherheit von Personal und Umwelt zu gewährleisten. Helium-Leckageprüfungen mittels Massenspektrometrie oder anderer Gasdetektionsverfahren sind eine gängige und hochempfindliche Methode zur Ventilleckageprüfung.Die ASME-V-Detektion wird üblicherweise für die Prüfung auf flüchtige Emissionen eingesetzt. Dieses Verfahren ist vorteilhaft, da es selbst extrem schwache Leckagen aufspürt, die mit herkömmlichen Messgeräten nicht detektierbar sind. Dadurch wird bestätigt, ob Ventile die strengen Dichtheitsnormen erfüllen und das Risiko flüchtiger Emissionen reduziert. Darüber hinaus müssen Prüfungen auf flüchtige Emissionen Normen wie ISO 15848-1 und API 622/624 entsprechen, um sicherzustellen, dass Wasserstoffventile die Umweltschutz- und Sicherheitsanforderungen erfüllen.Abschluss -In der Wasserstoffindustrie ist es unerlässlich, allen relevanten Aspekten besondere Aufmerksamkeit zu widmen, um die Sicherheit zu gewährleisten. Dies umfasst die Materialauswahl, die Überprüfung des Designs, die Prüfung flüchtiger Emissionen, die Auswahl von Ventilen sowie die Bewertung potenzieller Sicherheitsrisiken anhand spezifischer Anwendungsszenarien. Als Hersteller, Anteilseigner und Eigentümer müssen wir alle Aspekte entsprechend priorisieren und steuern und dabei die relevanten Industriestandards und Best Practices einhalten, um höchste Sicherheitsstandards zu erreichen und Wasserstoff zu einer zuverlässigen, nachhaltigen und sicheren Energiequelle zu machen. Trotz des kontinuierlichen Wachstums der Wasserstoffindustrie bleibt das Engagement für Sicherheit der Grundstein ihrer Entwicklungsperspektiven, denn nur Sicherheit kann das Vertrauen der Öffentlichkeit in diese zukunftsweisende Energiequelle gewinnen.  GEKO ist ein weltweit führender Hersteller von Ventilen und Zubehör für verschiedene Märkte, darunter Erdgasinfrastruktur, nachgelagerte Öl- und Gasindustrie, Energiewende, Pipelinesysteme und Energieübertragungsinfrastruktur. Das Unternehmen bietet umfassende Ventil- und Automatisierungslösungen. Die breite Produktpalette von GEKO umfasst Produkte verschiedener Hersteller, Materialien, Größen, Güteklassen und Druckstufen und ist selbst für extremste Einsatzbedingungen geeignet. Zu den Antriebsprodukten gehören pneumatische, elektrische und manuelle Stellantriebe, Endschalter, Stellungsregler sowie diverse Installationsmaterialien und Zubehör.Viele unserer Kunden vertrauen uns und beauftragen uns mit der Modernisierung von Ventilen und Automatisierungskomponenten. Wir stellen sicher, dass diese Produkte stets den neuesten technischen Spezifikationen und Industriestandards entsprechen. Dank unserer Unterstützung konnten viele Kunden unkompliziert die passenden Ventile auswählen und so die Zuverlässigkeit ihrer Anlagen verbessern und gleichzeitig Kosten senken.