Forschungsbericht G 202208 09/2025

Inhalte DVGW-Forschungsbericht G 202208

DVGW Forschungsbericht G 202208 führt die im DVGW-Forschungsprojekt „F&E für H2“ (G 202021) begonnene Erarbeitung von Prüfgrundlagen zur Bewertung der Wasserstoffeignung von Werkstoffen fort.

Hier steht die Umstellung der Gasinfrastruktur auf wasserstoffreiche Gase im Fokus. Anhand experimenteller Untersuchungen an Komponenten und Werkstoffen wurden wissenschaftliche Erkenntnisse zur Erstellung und Umsetzung von Prüfgrund-lagen gewonnen. Das Ziel war, die wissenschaftlichen Grundlagen für Wasserstoffanwendungen zu sammeln und weiterzuentwickeln. Auf dieser Grundlage können in einem weiteren Schritt die Anforderungen an die in der Gasinfrastruktur eingesetzten Produkte festgelegt werden. Die Ergebnisse fließen bereits in verschiedene Normungsgremien des Deutschen Institut für Normung e.V. (DIN e.V.) und des European Committee for Standardization (CEN) sowie in die Produktzertifizierung durch die DVGW CERT GmbH ein.

Die DVGW CERT GmbH veröffentlichte die Prüfmethoden in Form von Zertifizierungsprogrammen (kurz: „ZP“). Diese stellen nationale Übergangslösungen dar, um kurzfristig Lücken im Regelwerk zu schließen, bis die entsprechenden Normen auf nationaler oder europäischer Ebene vorliegen. Anhand dieser Zertifizierungsprogramme kann eine objektive Bewertung von Materialien hinsichtlich der Wasserstoffeignung erfolgen und für Erdgas bestehende Zertifikate können auf Wasserstoff erweitert werden. Des Weiteren wird das Technische Regelwerk flankierend für den Einsatz von bis zu 100 Vol. % Wasserstoff angepasst.

1.                 Für Elastomere, die schnellen und hohen Druckwechseln im Gastransport ausgesetzt sein können, wurde das bestehende Zertifizierungsprogramm ZP 5101 „Ergänzungs-prüfungen an Elastomerwerkstoffen für Dichtungen u. Membranen in Gasgeräten u. -anlagen gegenüber einem Wasserstoffgehalt von bis zu 100 Vol. %“ fortgeschrieben. Die Rapid Gas Decompression-Prüfung (RGD) ergänzt mittlerweile die bisherigen Prüfungen zur Bestimmung der Wasserstoffpermeabilität. Für Verteilnetze mit einem Betriebsdruck bis maximal 16 bar sind RGD-Schädigungen nicht zu erwarten. Des Weiteren wurde eine Prüfung zur Bestimmung der Dimethylether (DME)-Verträglichkeit, welche in der ZP 5102 „Ergänzungsprüfungen von Elastomer-Werkstoffen für Dichtungen u. Membranen in Gasgeräten u. -anlagen in Kontakt mit (erneuerbarem) Dimethylether“ festgehalten ist, entwickelt.

2.                 Für die Ermittlung der spezifischen Gasleckage von Flachdichtungswerkstoffen im An-wendungsbereich der DIN 3535-6 in Kontakt mit Wasserstoff konnte bereits während der Projektphase das Zertifizierungsprogramm ZP 5123 „Ergänzungsprüfungen für Flachdichtungswerkstoffe gegenüber einem Wasserstoffgehalt von bis zu 100 Vol. %“ veröffentlicht werden [10].

3.                 Die Untersuchung von Schmierstoffen und Fetten ergab bei den durchgeführten Prüfungen unter Wasserstoff mit bis zu 100 bar Überdruck keine signifikanten Veränderungen der charakteristischen rheologischen Kenngrößen. Aufgrund dieser Ergebnisse ist die Eignung von Schmierstoffen, die bereits nach DIN EN 377 zertifiziert sind, für die Anwendung für bis zu 100 Vol. % H2 gegeben.

4.                 Mit dem Ziel, einen zusätzlichen Materialkennwert für Dichtmittel zu generieren, sind anaerobe Klebstoffe in Form von Platten sowie PTFE in Form von Dichtbändern in entsprechender Breite sowie als expandierte Platte hinsichtlich der Permeationseigenschaften untersucht worden. Hierfür wurde die Prüfmethode nach dem Zertifizierungsprogramm ZP 5101 verwendet. Da sich die Herstellung homogener Platten aus anaerobem Dichtmittel äußerst schwierig herausstellte und die zugrunde gelegten Prüfungen zeigten, dass die Ergebnisse nur begrenzt reproduzierbar sind, konnte im Rahmen dieses Forschungsprojektes kein Zertifizierungsprogramm abgeleitet werden. Weitere Untersuchungen, in welchem die Probengröße und das eingeschlossene Volumen in der Prüfvorrichtung variiert werden, sind erforderlich.

5. Messungen mit den Kunststoffen Polyurethan, Epoxid und Polyethylen wurden in der Vergangenheit bereits im Rahmen von Prüfdienstleistungen in Anlehnung an das Zertifizierungsprogramm ZP 5101 durchgeführt. Die Anwendbarkeit der Prüfmethode nach ZP 5101 kann auf Basis dieser Untersuchungen für gegeben befunden werden. Vor diesem Hintergrund wurden diese Werkstofffamilien im Rahmen des Projekts nicht weiter betrachtet.

Inhaltsverzeichnis

• Fragestellungen und Projektziele
• 2 Grundlagen
• 3 Praktische Untersuchung
• 3.1 Elastomere und Kunststoffe
• 3.2 Flachdichtungswerkstoffe
• 3.3 Schmierstoffe und Fette
• 3.4 Dichtmittel
• 4 Auswertung der Ergebnisse
• 4.1 Elastomere und Kunststoffe
• 4.2 Flachdichtungswerkstoffe
• 4.3 Schmierstoffe und
• 4.4 Dichtmittel
• 5 Darstellung des Nutzens für das Gas- und Wasserfach
• 6 Schlussfolgerungen und Ausblick
• 7 Literaturverzeichnis
• 8 Abbildungsverzeichnis
• 9 Tabellenverzeichnis
• 10 Abkürzungsverzeichnis

Wichtige normative Verweisungen

DIN EN 377

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