Autoclaaf: Materiaaltests in waterstofomgeving onder druk
Tests in een waterstofomgeving onder druk zijn zeer belangrijk voor materiaalonderzoek en ontwikkeling. Met behulp van een autoclaaf kunnen materialen onder hoge druk gekwalificeerd worden, zowel bij hoge als lage temperaturen. Dit is bijzonder belangrijk bij de ontwikkeling van nieuwe materialen voor gebruik in toepassingen met hoge spanningen.
Het gebruik van waterstof onder druk zorgt voor een bijzondere uitdaging in de testtechnologie. In contact met atmosferische zuurstof vormt waterstof een explosief mengsel gekend als knalgas. Daarom moeten alle testsystemen die werken met waterstof onder druk zorgvuldig gepland worden, en moeten ze ontworpen worden volgens de relevante veiligheidsrichtlijnen.
Autoclaaf bedienprincipe Tests in een autoclaaf met waterstof onder druk Video Veiligheid & onderhoud Testsystemen Interessante projecten bij klanten
Werkprincipe van de autoclaaf
- Een autoclaaf is een gesloten, gasdicht drukvat.
- Autoclaven zijn goed gekend voor stoomsterilisatie van voedingsproducten, in de medische industrie en bij de productie van vezelversterkte composieten.
- Tests in een waterstofomgeving onder druk gebeuren in een autoclaaf waar waterstof onder druk wordt toegevoerd. Dit simuleert de spanningen waaraan een materiaal wordt blootgesteld wanneer het voor bepaalde toepassingen gebruikt wordt.
Tests in waterstofautoclaven onder druk
ZwickRoell autoclaven zijn speciaal ontworpen voor het testen van materialen in een waterstofomgeving onder druk. De autoclaven werken als drukvat waarin het waterstof onder druk inwerkt op het sample-oppervlak en er doorheen geraakt. Naast de mechanische belasting van het sample door de machine, worden de mechanische eigenschappen van het sample beïnvloed door het waterstof.
Met de resulterende materiaalkarakteristieken kunnen we de weerstand van het materiaal tegen waterstof bepalen. Deze gegevens worden gebruikt voor de ontwikkeling van nieuwe, waterstofresistente materialen, en om bestaande materialen te onderzoeken voor gebruik met waterstof.
- Tanks of vaten met waterstof onder druk geïnstalleerd in een servohydraulische testmachine kunnen gebruikt worden voor het uitvoeren van verschillende tests waaronder breukmechanica (ASTM E1820, ASTM E399, BS 8571, ASTM E647, ISO 11114-4), vermoeiingstests en tests met lage reksnelheid op samples met schroefdraadeinde, gekerfde samples en CT-samples. Daarnaast kunnen deze testsystemen gebruikt worden voor statische tests, waaronder trektests en buigtests in een waterstofomgeving onder druk.
- Geïnstalleerd in een kruiptestmachine kan de autoclaaf gebruikt worden voor de hierboven vermelde cyclische tests bij frequenties < 2 Hz of voor kruip-vermoeiingstests (ASTM E2714, ASTM, E2760). Statische tests zoals trektests of tests met lage reksnelheid (ASTM G129, ASTM G142) worden met de hoogste precisie uitgevoerd.
- Standaard waterstoftanks tot 400 bar worden geïntegreerd in de testmachines. Deze werden speciaal ontworpen door ZwickRoell voor gebruik bij materiaaltests en zijn bijzonder geoptimaliseerd op vlak van uitlijning, drukcompensatie en krachtmeting. Er zijn speciale versies beschikbaar tot 1.000 bar. Het waterstof onder druk wordt voorbereid met een waterstofcompressor. De testmachine is voorzien van een hydraulisch aggregaat van 40 l/min.
Tests in waterstofautoclaven onder druk: Veiligheid en onderhoud
- Om de veiligheid te garanderen bij gebruik van waterstof onder druk in autoclaven, moet voldaan worden aan strikte veiligheidsrichtlijnen.
- Dit betekent bijvoorbeeld dat de systemen regelmatig gecontroleerd en onderhouden moeten worden, dat veiligheidsvoorzieningen en toestellen gebruikt moeten worden, en dat de werknemers voldoende opgeleid moeten worden rond veilige werkmethoden.
