01. Januar 2024
Projektlaufzeit: 01.2024 - 10.2024
Projektstatus: abgeschlossen
Förderkennzeichen: G 202333
Projekt im Rahmen des DVGW-Innovationsprogramms Wasserstoff
Am Projekt waren folgende Partner beteiligt:
Im Rahmen des Projekts Bruchmechanik für H2-Leitungen wurde durch bruchmechanische Bewertungen geklärt, ab welchem Wasserstoffpartikeldruck relevante Auswirkungen auf die Integrität der Leitungen zu erwarten sind, ob eine bruchmechanische Bewertung für Gashochdruckleitungen >16 bar entfallen und für <16 bar verzichtbar sein kann und unterhalb welchem maximalen Betriebsdruck eine bruchmechanische Bewertung generell entfallen kann.
Mit der Durchführung des Projekts wurden einheitliche Regeln bezüglich zulässiger Designparameter beim Transport von Wasserstoff erarbeitet. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen in die entsprechenden DVGW-Regelwerke einfließen. Die Ergebnisse dieses Projekts haben das Ziel, Netzbetreibern beim Neubau und der Umstellung von Wasserstoffleitungen durch begründete Empfehlungen zum Anwendungsbereich des DVGW Merkblattes G464 zu unterstützen.
Die Eignung der bestehenden Gasinfrastruktur für Wasserstoff wurde hinsichtlich der materialseitigen Eignung in mehreren Projekten (z. B. H2-Tauglichkeit von Stählen) untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen wurden inzwischen auch in dem DVGW-Regelwerk G464 (für Gashochdruckleitungen >16bar) eingebracht. Dieses Regelwerk beschreibt detailliert die Durchführung von bruchmechanischen Bewertungen für Gashochdruckleitungen, wobei die beschriebene Vorgehensweise prinzipiell auch auf geringere Wasserstoffpartialdrücke übertragbar ist.
Damit ergab sich für Gasverteilnetze, die mit geringerem Druck betrieben werden, die Fragestellung, ob bruchmechanische Bewertungen (und z. B. ein Monitoring der Drucklastwechsel) entsprechend DVGW G464 zwingend erforderlich sind. Im Rahmen des Forschungsprojekts Bruchmechanik für H2-Leitungen wurde deshalb untersucht, unter welchen Bedingungen eine wesentliche Änderung der Betriebsweise durch den Transport mit Wasserstoff zu erwarten ist und wann bruchmechanische Betrachtungen erforderlich werden.
Das Ergebnis: Für Stahlrohrleitungen mit einem maximal zulässigen Betriebsdruck (MOP) p ≤ 16 sind bruchmechanische Bewertungen nur in sehr seltenen Ausnahmefällen erforderlich. Bei einem MOP p ≤ 12 und Einhaltung der beschriebenen Randbedingungen sind diese unabhängig von dem Rohraußendurchmesser und Stahlwerkstoff nicht erforderlich. Da ca. 95 Prozent der deutschen Gasverteilnetze mit einem MOP p < 12 bar betrieben werden, würde für diese – mit Ausnahme von Einzelfällen – bei einer Umwidmung auf Wasserstoff die bruchmechanische Bewertung entfallen, was Zeit, Kosten und Fachkräfteeinsatz einspart.
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