Hochdruck Wasserstoffschläuche

Stöbern Sie auf unserem Marktplatz nach Wasserstoffschläuchen von führenden Anbietern!

Wann werden Wasserstoffschläuche verwendet?

Wasserstoffschläuche werden in Schlauchleitungen verwendet und dienen dem Transport von Wasserstoff. Außerdem bieten sie im Vergleich zu Rohrleitungen den Vorteil der Flexibilität.

Woraus bestehen die Schlauchleitungen?

Eine Schlauchleitung besteht aus einem Schlauch und einer Armatur am jeweiligen Schlauchende und wird als Verbindungselement zwischen verschiedenen Komponenten eingesetzt. Die Größe eines Schlauches wird durch die Angabe seiner Nennweite (DN oder ID) definiert und bezieht sich auf den Innendurchmesser des Schlauches. Die Abkürzung „DN6“ oder „ID6“ bezeichnet zum Beispiel einen Schlauch mit einer Nennweite von 6 mm.

Ein Hochdruck-Wasserstoffschlauch besteht in der Regel aus einem Kernrohr, der Verstärkung (geflochtene oder spiralisierte Fasern/Drähte) und einer Schlauchdecke.
Der gasförmige Wasserstoff fließt durch das Kernrohr. Er verfügt über eine gasdichte Wand aus Kunststoff. Damit das Kernrohr dem erforderlichen Druck standhalten kann, wird es durch eine Verstärkung gestützt. Je nach dem Druck, dem der Schlauch ausgesetzt ist, besteht die Verstärkung aus einer oder mehreren Schichten. Diese Schichten bestehen meist aus spiralisierten Drähten/Fasern und/oder einem Faser-/Drahtgeflecht.

Als äußere Schicht schützt die Schlauchdecke die Schlauchkonstruktion vor Umwelteinflüssen.
Fittings bestehen in der Regel aus einem Nippel und einer Muffe. Beide Komponenten sind hauptsächlich aus (rostfreiem) Stahl gefertigt. Bei der Herstellung der Schlauchleitung wird eine Muffe auf den Schlauch aufgesetzt und ein Nippel in den Schlauch geschoben. Durch Quetschen der Muffe erhält man eine dauerhafte und gasdichte Verbindung zwischen Schlauch und Armatur.

Welche Materialien werden in Wasserstoffschläuchen verwendet?

Alle Bauteile (Kernrohr, Nippel), die mit gasförmigem Wasserstoff in Berührung kommen, müssen gegen diesen beständig sein. Die Verunreinigung des gasförmigen Wasserstoffs durch diese Bestandteile muss ausgeschlossen werden. Daher ist eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit eine Voraussetzung für die verwendeten Materialien.

Das Material des Kernrohrs muss eine besonders geringe Gasdurchlässigkeit aufweisen, gleichzeitig aber für einen weiten Bereich von Gebrauchs- und Betriebstemperaturen geeignet sein. Elektrische Aufladung sollte verhindert werden. Deshalb werden hier häufig spezielle thermoplastische Materialien eingesetzt.

Bei der Verwendung von Metallen besteht die Gefahr der Wasserstoffversprödung. Aus diesem Grund ist die Verwendung von wasserstoffbeständigen Edelstählen für die Armaturen zwingend erforderlich. Auch die gesamte Armatur ist Umwelteinflüssen ausgesetzt. Daher müssen die verwendeten metallischen Werkstoffe korrosionsbeständig sein.

Um das Kernrohr und die Armierung zu schützen, muss das Material der Schlauchdecke eine hervorragende Abriebfestigkeit, UV- und Ozonbeständigkeit sowie chemische Beständigkeit aufweisen.

Wasserstoffschläuche Komponenten

Was sind die Eigenschaften von Schlauchleitungen?

Der Schlauch und die Armatur haben einen maximal zulässigen Betriebsdruck (MAWP), der niemals überschritten werden darf. Dieser Druck ist sowohl auf dem Schlauch als auch auf der Armatur angegeben. Armaturen können einen niedrigeren MAWP haben als der verwendete Schlauch. In diesem Fall wird der MAWP der Schlauchleitung durch den auf der Armatur angegebenen Druck begrenzt.

Eine Schlauchleitung darf nur in dem vorgesehenen Temperaturbereich verwendet werden. Die Betriebstemperatur der Schlauchleitung darf niemals unter die Mindesttemperatur fallen oder die maximale Nenntemperatur überschreiten.

Die Konstruktion des Schlauchs bietet immer einen Sicherheitsfaktor zwischen dem zulässigen Betriebsüberdruck und dem Berstdruck einer Schlauchleitung. Nach den einschlägigen Normen muss der Mindestberstdruck von gasführenden Schlauchleitungen dem Vierfachen des höchstzulässigen Betriebsdrucks entsprechen.
Die Flexibilität von Schlauchleitungen ist nicht unbegrenzt. Sie haben einen Mindestbiegeradius und sollten nicht darüber hinaus gebogen werden.

Die Angaben des Herstellers zu den Lagerbedingungen und zur Lagerdauer sind zu beachten.

Wie lange Hochdruck-Wasserstoffschläuche eingesetzt werden können, hängt sehr stark von den jeweiligen Einsatzbedingungen ab. Aus diesem Grund kann nicht allgemein gesagt werden, wie lange ein Hochdruck-Wasserstoffschlauch verwendet werden kann.
Aus Sicherheitsgründen dürfen niemals Schlauchleitungen verwendet werden, deren maximal zulässiger Betriebsdruck und/oder minimale/maximale Betriebstemperaturen unbekannt sind.

Welche Anschlüsse können in Wasserstoffschlauchleitungen verwendet werden?

Im Allgemeinen kann eine große Anzahl von Steckertypen verwendet werden. Bislang wurden keine genormten Steckertypen definiert, die in Wasserstoffanwendungen verwendet werden müssen. Deshalb hängt der zu verwendende Steckertyp meist von den zu verbindenden Komponenten ab. Daher ist es auch möglich, dass eine Schlauchleitung mit zwei verschiedenen Arten von Anschlüssen an den Schlauchenden ausgestattet ist. Da die Geometrie der Steckertypen nicht genormt ist, muss darauf geachtet werden, dass die Innen- und Außengewinde übereinstimmen, um eine dichte Verbindung zu den anderen Komponenten herzustellen. Die folgenden Steckertypen werden üblicherweise verwendet:

  • Hoher Druck
  • Mittlerer Druck
  • Typ M
  • JIC
  • DKOS

In welcher Länge können Schlauchleitungen verwendet werden?

Hochdruck-Wasserstoffschlauchleitungen sind in verschiedenen kundenspezifischen Längen erhältlich. Bei der Verwendung für hohe Massendurchsätze weist eine lange Schlauchleitung höhere Druckverluste auf – dies muss bei der Auslegung eines Systems berücksichtigt werden.

Welches Zubehör gibt es für Wasserstoffschlauchleitungen?

Für Wasserstoffschlauchleitungen gibt es passendes Zubehör, das die Schlauchleitung schützt und damit ihre Lebensdauer erhöht. Die folgenden Produkte werden empfohlen:

1) Biegebegrenzer:

Verhindert das Abknicken des Schlauches hinter der Armatur.

Wasserstoffschläuche Biegebeschränkung

2) Schutzschlauch:

Dient als zusätzlicher Abriebschutz und reduziert die Auswirkungen von Umwelteinflüssen.

Hochdruck-Wasserstoffschläuche - Schutzschlauch

3) Schlauch-Sicherungsgriff:

Hält den Schlauch zurück, um ein Ausschlagen zu verhindern. Ein Peitschenschlag kann z. B. durch einen Bruch der Armatur oder durch deren Herausreißen aus dem Schlauch infolge einer Beschädigung entstehen

Hochdruck-Wasserstoffschläuche - Schlauchsicherungsgriff

4) Schutzstopfen:

Verhindern das Eindringen von Schmutz und schützen das Gewinde, wenn die Schlauchleitung nicht fest angeschlossen ist.

Wasserstoff-Schlauchschloss

Hyfindr auf Youtube abonnieren

Sehen Sie sich weitere hochwertige Videos an, z. B. Hyfindr Tech Talks und mehr …

Gibt es eine Endprüfung der Schlauchleitungen?

Nach der Herstellung einer Schlauchleitung führt der Hersteller eine Druckprüfung durch (in der Regel mit dem 1,5-fachen des maximal zulässigen Betriebsdrucks), um sicherzustellen, dass eine sichere Verbindung zwischen Schlauch und Armatur besteht. Zusätzlich kann nach der Druckprüfung eine Gasdichtheitsprüfung bei maximal zulässigem Betriebsdruck durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Schlauchleitung gasdicht ist.

Wasserstoffschlauch-Prüfstand

Was sind die Nenndrücke und Anwendungsbereiche von Hochdruck-Wasserstoffschläuchen?

Im Wasserstoffbereich hängt die Druckstufe von der jeweiligen Anwendung ab. Wasserstoffschläuche können grob in Niederdruckschläuche (<50 bar) and high-pressure applications (>200 bar) eingeteilt werden. Niederdruck-Wasserstoffschläuche werden häufig in den folgenden Bereichen eingesetzt:

  • Elektrolyseure: Verbindung vom Elektrolyseur zur Verdichterstation
  • Brennstoffzellen: Zuleitung im Fahrzeug

Hochdruck-Wasserstoffschläuche werden vorzugsweise für die Speicherung von Wasserstoff und/oder die Wasserstoffinfrastruktur verwendet:

  • Wasserstoff-Anhänger: Füll-/Entleerungsschlauch
  • Wasserstofftankstellen: Zapfschlauch
  • Anschluss von Hochdrucktanks

Wie hoch ist die Durchflussmenge in der Schlauchleitung?

Der maximal mögliche Massendurchfluss in einer Schlauchleitung ist abhängig vom Druckverlust, der bei der Förderung des Mediums auftritt. Wenn Gas durch eine Schlauchleitung strömt, führen Reibung und Querschnittsveränderungen zu Druckverlusten. Deshalb hängt der Druckverlust hauptsächlich vom Innendurchmesser, der Oberflächenqualität des Kernrohrs und der Länge der Schlauchleitung ab. Je größer der Innendurchmesser und/oder je kürzer die Schlauchleitung, desto geringer der Druckverlust. Andererseits macht ein größerer Innendurchmesser die Schlauchleitung weniger flexibel. Aus konstruktiven Gründen ist der Innendurchmesser der Armatur immer kleiner als der Innendurchmesser des Schlauches. Da das Zusammenspiel aller Eigenschaften der Schlauchleitung zu einem Druckverlust führt, ist eine allgemeine Aussage über die maximale Durchflussmenge eines Schlauchtyps nicht möglich.

Hyfindr Tech Gemeinschaft

Werden Sie Mitglied der Hyfindr Tech Community

Holen Sie sich Hilfe, helfen Sie anderen, lassen Sie uns gemeinsam die Wasserstoffwirtschaft aufbauen. Kein Spamming, kein Marketing, nur Technik!

Nach welchen Normen werden Hochdruck-Wasserstoffschlauchleitungen geprüft?

Normen, die Gebrauchstauglichkeit und Sicherheit gewährleisten, sind für qualitativ hochwertige Schlauchleitungen unerlässlich. In der Normung legen (inter-)nationale Experten auf einem bestimmten Gebiet die Anforderungen an Produkte fest.

Wasserstoff-Hochdruckschläuche - Anwendung

In der Regel führen die Hersteller von Schlauchleitungen für die Zulassung eines Schlauchleitungstyps mindestens die folgenden Prüfungen mit Schlauchleitungen durch:

  • Prüfung des Mindestbiegeradius
  • Berstdruckprüfung
  • Druckprüfung (bei 1,5-fachem MAWP für 300 s)
  • Dichtheitsprüfung / Leckagetest
  • Impulsprüfung (hydraulische Spannungsumkehrprüfung bei der in der entsprechenden Norm festgelegten Temperatur)
  • Zugversuch

Je nach Anwendungsbereich verlangen die einschlägigen Normen verschärfte Bedingungen und weitere Prüfungen. ISO 19880-5 ist eine der bekanntesten und wichtigsten Normen für Wasserstoffschläuche. Sie definiert die Anforderungen an Betankungsschläuche von Wasserstoffzapfsäulen. Die nach ISO 19880-5 zertifizierten Hochdruck-Wasserstoffschläuche haben 18 verschiedene Qualifikationstests bestanden. Im folgenden Abschnitt sind die Normen für Hochdruck-Wasserstoffschläuche aufgeführt, die für verschiedene Anwendungen verwendet werden:

a) Schlauch der Wasserstoff-Zapfsäule:

  • ISO 19880-5: Gasförmiger Wasserstoff – Tankstellen – Teil 5: Zapfsäulenschläuche und Schlauchleitungen.
  • CSA/ANSI HGV 4.2: Schläuche für die Abgabe von komprimiertem gasförmigem Wasserstoff.

b) Wasserstoffschläuche in Fahrzeugen:

  • CSA/ANSI HGV 3.1: Kraftstoffsystemkomponenten für Fahrzeuge mit Druckwasserstoffgasantrieb.
  • ISO/CD 19887: Gasförmiger Wasserstoff – Kraftstoffsystemkomponenten für wasserstoffbetriebene Fahrzeuge.

c) Wasserstoff-Füll-/Entleerungsschlauch an Anhängern oder Tanks:

  • ISO 16964: Gasflaschen – Flexible Schlauchleitungen – Spezifikation und Prüfung

InhaltlicheBeiträge von SPIR STAR

Die SPIR STAR AG mit Sitz in Rimbach-Mitlechtern, Deutschland, ist international führend in der Herstellung von thermoplastischen Höchstdruckschläuchen mit spiralisierter Verstärkung aus Stahldraht für Drücke von 250 bis 4.000 bar und mit Innendurchmessern von 3 mm bis 32 mm. Unser Wasserstoff-Portfolio umfasst 3 Schlauchtypen: 16mmHydrogen und 25mmHydrogen für die Betankung von Anhängern und unseren nach ISO 19880-5 zertifizierten 6mmHydrogen für die Betankung von leichten Nutzfahrzeugen gemäß SAE J2601.

Letzte Aktualisierung: 27.03.2023

hyfindr.com ist Ihr One-Stop-Shop für Wasserstoffsysteme und Komponenten für die Wasserstoff-Brennstoffzellenindustrie.

Möchten Sie Ihr Bauteil oder Produkt auf hyfindr.com auflisten? Registrieren Sie Ihr Unternehmen hier.

Nach oben scrollen