Schematischer Aufbau einer Gummi-Stahl-Dichtung KGS GII (Bild: Klinger GmbH)
31.10.2024 Wasserstoffdichtheit kann berechnet werden
Technische Dichtheit von Flanschverbindungen gemäß DIN EN 1092-1 bis 4 – Bestimmung der Wasserstoffleckage angelehnt an DIN EN 13555, Berechnung gemäß DIN EN 1591-1
Die Energiewende in Deutschland führt zum Bau zahlreicher Anlagen zur Wasserstofferzeugung, da der aus nachhaltiger Energie gewonnene Wasserstoff als Grundlage gesehen wird, um – zum einen – die Schwankungen in der Energieerzeugung auszugleichen oder um ihn – zum anderen – als Ausgangsstoff für weitere Prozesse zu verwenden. Das Herzstück dieser Anlagen ist immer der Elektrolyseur, der den erzeugten Wasserstoff über eine Verrohrung zu den anderen Bestandteilen der Anlage führt. Die Errichter der Anlagen stehen i.d.R. vor der Herausforderung, einen Dichtheitsnachweis oder einen Nachweis über die Leckage für die Anlage vorzulegen.
Definition „Technische Dichtheit“
Eine Flanschverbindung nach DIN EN 1092 gilt nach aktuellem Stand der Technik als (dauerhaft) technisch dicht, wenn ein rechnerischer Nachweis nach EN 1591-1 bzw. Finite-Elemente-Analyse (FEM) für eine Leckageklasse L0,01 erbracht werden kann [1, 2] . Dies gilt grundsätzlich auch für H2-Anwendungen. Die für die Flanschberechnung zugrunde liegenden Dichtungskennwerte werden aber normalerweise nach DIN EN 13555 mit Helium ermittelt. Helium ist nach Wasserstoff das chemische Element mit der zweitgeringsten Dichte und kommt hinsichtlich der Größe dem Wasserstoff am nächsten (Bild 1). Aufgrund der unterschiedlichen Werte für Gasviskosität und Gasdichte bei annähernd gleichen kinetischen Durchmessern sind jedoch im Einzelfall andere Leckageraten zu erwarten.
