Sikkerhedsforhold samt varetagelse af sikkerhedsmæssige aspekter ...

DGC-rapport 14
4. Materialevalg
4.1 Brintskørhed
Brintskørhed er fundet i tre former /10/, der også kan være kombineret:
• Miljørelateret skørhed er fundet i metalliske materialer, hvor der er plastiske deformationer
og påvirkning af gasformig brint. Der opstår overfladerevner og øget sprødhed.
• Intern hydrogenskørhed pga. absorberet brint i metalliske materialer. Materialenedbrud
sker indefra og uden varsel.
• Skørhed pga. at brint reagerer med elementer i metalliske materialer og danner hydrider.
Fx kan brint reagere med kulstof i stål og danne metan. Omsætningshastigheden øges
ved højere temperaturer, over 20 grader C.
Jo højere renhed af brint, desto mere udsat er stål for brintskørhed. Højt legeret stål er mere
udsat for brintskørhed end lavt legeret stål. Svejsninger er ofte udsat for brintskørhed. Efterfølgende
udglødning kan bedre situationen. Svejsekrav kan findes i fx ASME B31.3.
4.2 Anvendelige materialer til gasformig brint
For flydende brint gælder særlige forhold, der ikke vil blive behandlet her.
Generelt afhænger det optimale valg af driftsforholdene.
Tilladelige spændinger kan findes i standarder som ASME B31.3, se afsnittet om standarder
m.m. Typisk vil den tilladelige spænding ligge under 50% af flydespændingen.
4.2.1 Metalliske materialer
Metalliske materialer med fladecentreret gitterstruktur fx austenitisk rustfast stål, alulegeringer,
kobber og legeringer heraf regnes for velegnet. Visse typer af austenitisk rustfast
stål i 300 serien er ikke stabiliserede og kan under høj belastning ændre struktur til
martensitisk og blive mere sprøde. De bør derfor ikke anvendes.
Almindeligt kulstofstål kan anvendes til gasformig brint ved rumtemperatur.
Til brug ved meget lave temperaturer kan anvendes nikkellegerede ståltyper, der dog skal
udvælges efter det ønskede temperaturområde.
Der foreligger en særdeles omfattende viden inden for området optimalt materialevalg til en
given brintanvendelse. En tilgang hertil kan findes i /10/.
4.2.2 Plast m.m.
PTFE kan anvendes til fx ventilsæder og godt beskyttede pakninger i øvrigt. Bl.a. bør de for
at undgå udflydning være helt omsluttet.
4.2.3 Pakningsmaterialer i øvrigt
Nasa har i /11/ anført en række velegnede materialer. I øvrigt bør pakningsleverandøren
skaffe dokumentation for anvendeligheden i forhold til brint.