"Powtarzalne wyniki pomiarów mają kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa"
Każdy, kto chce bezpiecznie wdrażać technologie wodorowe, musi badać materiały w warunkach rzeczywistych. SCIOFLEX Hydrogen GmbH wyspecjalizowała się dokładnie w tym obszarze – i od kilku lat współpracuje z ZwickRoell, wykorzystując technologię badawczą tej marki. W wywiadzie dyrektor zarządzający dr Bernd Schrittesser porusza kwestie powtarzalności wyników, wymogów bezpieczeństwa oraz złożoności aparatury wodorowej. Wyjaśnia również, dlaczego udany projekt badawczy to coś znacznie więcej niż tylko zaawansowana maszyna badawcza.
Wywiad
Panie Schrittesser, od paru lat korzystają Państwo w Scioflex z maszyny wytrzymałościowej ZwickRoell. Spoglądając z perspektywy czasu na współpracę z ZwickRoell: Co było największym wyzwaniem podczas badania materiałów do zastosowań wodorowych i jak udało się je rozwiązać?
Największym wyzwaniem było to, że na początku nie wiedzieliśmy w stu procentach – i zresztą do dziś nie wiemy w każdym detalu – jakie badania i w jakim środowisku są rzeczywiście niezbędne. To młody, niezwykle dynamiczny i bardzo zróżnicowany rynek. W tej dziedzinie nie istnieje coś takiego jak „rozwiązanie do wszystkiego“. Dlatego już samo skonfigurowanie i zestawienie maszyny było niezwykle wymagającym zadaniem. Firma ZwickRoell udzieliła nam przy tym bardzo dobrego wsparcia – w szczególności podczas doboru niezbędnych komponentów. Dzięki temu mogliśmy zbudować system badawczy, który działa w sposób celowy i niezawodny.
Co najbardziej przekonało Pana we współpracy lub w zastosowanej technologii badawczej?
To, co przekonało mnie najbardziej, to ogromny profesjonalizm podczas wspólnej pracy nad projektem. Czasy reakcji były krótkie, pytania analizowano w sposób celowy i zawsze starano się znaleźć najlepsze rozwiązania dla klienta. Było dla mnie jasne, że nie jest to standardowa maszyna wytrzymałościowa, którą po prostu się włącza, a następnie odhacza próbę za próbą. Przypominało to bardziej wspólny proces projektowo-rozwojowy. Dokładnie dlatego wsparcie ze strony ZwickRoell było dla nas kluczowym czynnikiem przy podejmowaniu decyzji.
Jakie szczególne wymagania stawiają badania wodorowe systemom badawczym – i jak konkretnie spełnia je zastosowana maszyna?
Najważniejszą wartością w charakteryzacji materiałów są powtarzalne wyniki. Jeśli badam materiał i nie uzyskuję powtarzalnych wyników, nie mogę polegać na moich wartościach pomiarowych. W przypadku badań wodorowych dochodzi wiele dodatkowych czynników wpływających na wynik: Szczelność, cykle płukania, głowica pomiaru siły, ekstensometr, czujnik temperatury oraz inne komponenty w systemie. Wiele komponentów wykazuje wyjątkowo wysokie wymagania pod wpływem działania wodoru. Dlatego potrzebny jest system badawczy, którego jesteśmy pewni i któremu można powierzyć to zadanie – i dokładnie tak było w naszym przypadku z ZwickRoell.
Gdzie widzi Pan największe różnice między klasycznymi badaniami materiałowymi a badaniami w środowisku wodorowym?
Klasyczne badanie materiałów oznacza dla mnie na przykład próbę rozciągania, próbę udarności czy proste pomiary zmęczeniowe. Inaczej wygląda to w środowisku wodorowym, gdzie często poruszamy się już w obszarze mechaniki pękania. Tam nakład pracy jest znacznie wyższy – dotyczy to zarówno przygotowania próbek, jak i układów mocowania, ekstensometrów oraz samych procedur pomiarowych. Wodór jeszcze bardziej i to w znacznym stopniu zwiększa tę złożoność. Gaz ten wpływa nie tylko na sam materiał, lecz także na całe wyposażenie pomiarowe. Przez to procedura badawcza staje się znacznie bardziej wymagająca, zwłaszcza gdy zależy nam na uzyskaniu powtarzalnych wyników.
Jaką rolę odgrywają precyzja i powtarzalność w Państwa procesach badawczych?
Absolutnie kluczową. Powtarzalne wyniki pomiarów są dla nas kwestią przetrwania. Jako laboratorium badawcze sprzedajemy wyniki, na których nasi klienci muszą móc bezwzględnie polegać. Jeśli klienci stracą zaufanie do wyników naszych badań, stracimy naszą reputację. Dlatego kwestia tego, czy dany system jest tańszy, nie wysuwa się na pierwszy plan. Decydujące znaczenie ma to, aby wyniki były wiarygodne.
Jaką konkretną wartość dodaną przynosi Państwu rozwiązanie ZwickRoell w codziennej pracy?
Największa wartość dodana tkwi w niezawodnych wynikach badań. Nie chodzi tu przede wszystkim o oszczędność energii czy o to, aby pojedyncze etapy procesu realizować wyjątkowo szybko. Decydujące znaczenie ma to, abyśmy mogli dostarczać wyniki, na których nasi klienci polegają. I właśnie ta niezawodność przekłada się bezpośrednio na naszą reputację. Kiedy nowy klient podejmuje z nami współpracę, a realizacja projektu i wyniki pomiarów są przekonujące, często rodzi się z tego długofalowa relacja.
Jakie trendy obserwuje Pan obecnie w badaniach materiałowych dla technologii wodorowych?
Widzimy, że w wielu miejscach w Europie wciąż panuje niepewność co do tego, jakie badania w warunkach wodorowych są rzeczywiście niezbędne. Wiele firm obecnie w ogóle nie prowadzi badań w atmosferze wodoru, ponieważ uważa, że jest w stanie wystarczająco odwzorować te procesy za pomocą symulacji lub kart materiałowych. Z naszej perspektywy w regionie azjatyckim posunięto się w tej kwestii znacznie dalej. Tam badanie materiałów w atmosferze wodoru nie jest już postrzegane jako dodatek typu „nice to have“, lecz jako bezwzględna konieczność – niezależnie od tego, czy chodzi o tworzywa sztuczne, elastomery czy metale.
Jakie regulacje lub normy będą Pańskim zdaniem miały największy wpływ na branżę w najbliższych latach?
Jedno nie ulega dla mnie wątpliwości: Sztuczna inteligencja będzie w przyszłości odgrywać coraz większą rolę. Chodzi o to, aby na podstawie danych pomiarowych odkrywać nowe zależności. Na przykład w przyszłości będzie można wykrywać korelacje między różnymi metodami badawczymi, które dziś nie są jeszcze oczywiste. Dodatkowo obserwujemy rosnący popyt w obszarze ciekłego wodoru.
Instalacje do badań wodorowych stawiają wysokie wymagania w zakresie bezpieczeństwa i procedur certyfikacji. Jakie są Państwa doświadczenia w tym zakresie?
Niezwykle ważne było włączenie właściwych organów oraz jednostki certyfikującej do projektu już od samego początku. To pomogło nam odpowiednio wcześnie wyjaśnić wszelkie wymagania – na przykład w kwestii dokumentu zabezpieczenia przed wybuchem, wartości granicznych, koncepcji przestrzennej pomieszczeń czy wymogów bezpieczeństwa. Jednocześnie trzeba uczciwie przyznać: Urzędy czy rzeczoznawcy również nie zawsze mają rutynę w przypadku takich instalacji, ponieważ są to systemy o bardzo specyficznym charakterze. Dlatego należy komunikować się odpowiednio wcześnie i w miarę możliwości wyjaśnić wszelkie ewentualności z wyprzedzeniem. Mimo to mogą pojawić się nieoczekiwane tematy – u nas dotyczyło to na przykład czujników wodoru.
Tego typu instalacja składa się z o wiele większej liczby elementów niż sama maszyna wytrzymałościowa. Jak wymagający był proces pełnej integracji systemu?
Niezwykle wymagający. System do badań wodorowych to nie jest rozwiązanie typu Plug-and-Play. Oprócz samej maszyny wytrzymałościowej musi ze sobą współgrać wiele innych instalacji i podsystemów: Układ generowania ciśnienia, sprężarka, instalacja elektryczna, system detekcji gazu, instalacja rurowa, układ zasilania gazem, przygotowanie pomieszczenia laboratoryjnego, posadzka antystatyczna, wentylacja nawiewno-wywiewna, odciąg miejscowy, ochrona przeciwwybuchowa oraz odbiór przez organy dozoru technicznego. W nasz projekt było zaangażowanych około dziesięciu do dwunastu różnych firm. Nawet przy dobrym przygotowaniu, po zakończeniu instalacji należy liczyć się z dodatkowym czasem, zanim wszystko naprawdę zacznie działać. Każdemu rekomendowałbym skorzystanie w tym zakresie z pomocy doświadczonych ekspertów.
Jak poradzili sobie Państwo z kwestią operatorów i użytkowników?
Użytkownicy powinni zostać zaangażowani tak wcześnie, jak to możliwe. Lepsze zrozumienie działania maszyny zapewnia bezpieczniejszą obsługę systemu. Każdy dźwięk lub start nowego kroku procesu powinien być dla użytkownika zrozumiały - i nie może budzić jego niepokoju. Naszym celem było stopniowe oswajanie użytkowników z tym zagadnieniem. Zawsze pozostaje pewne ryzyko resztkowe, jednak dzięki wiedzy, odpowiedniemu przygotowaniu oraz jasnym procedurom można je znacznie ograniczyć.
Co rekomenduje Pan użytkownikom przed dostawą urządzenia?
Warto skorzystać z okazji i poznać urządzenie jeszcze przed jego dostarczeniem. Oznacza to wizytę w zakładzie, zadawanie pytań, konsultacje z technikami, udział w testach wstępnych, opanowanie wymiany uszczelnień oraz zaznajomienie się z układami hydraulicznymi, sprężarkami, autoklawami i procedurami. Im wcześniejsze wdrożenie i lepsze zrozumienie systemu, tym mniejsza szansa, że użytkownicy będą odczuwać lęk przed nową technologią lub podchodzić do niej z nieufnością.
Czy pamięta Pan jakąś szczególną sytuację z realizacji projektów lub codziennych testów?
Pozytywnym przykładem był projekt z japońskimi klientami, którzy gościli bezpośrednio u nas w firmie. W zaledwie dwa dni przeprowadziliśmy próby około 40 próbek z tworzyw sztucznych w środowisku wodorowym. Zrobiło to ogromne wrażenie – zarówno jeśli chodzi o system pomiarowy, jak i operatorów oraz przygotowany przebieg badań. Jednocześnie codzienność raz po raz pokazuje, jak złożone są to badania. Wdrożenie nowych norm badawczych to nie jest kwestia zwykłego załadowania nowego programu i natychmiastowego startu. Wymaga to kalibracji, ustawień i rzetelnej realizacji. Czasami pojawiają się pytania, na które nie ma jeszcze gotowej odpowiedzi, ponieważ wcześniej nikt ich nie zadał.
Jaką jedną radę dałby Pan przedsiębiorstwu, które dopiero rozpoczyna przygodę z badaniami wodorowymi?
Punktem wyjścia powinno być bardzo dokładne zapoznanie się z literaturą fachową. Należy pojąć, które kwestie są naprawdę ważne i jakie kryteria trzeba w rzeczywistości spełnić. Dodatkowo rekomenduję, aby na wczesnym etapie zweryfikować dostępność funduszy pomocowych – przykładowo na rozwój infrastruktury czy zagadnienia typu Deep-Tech. Rynek europejski wykazuje miejscami pewną bezwładność – od momentu wyrażenia zainteresowania i złożenia zamówienia do realizacji właściwych pomiarów mija często sporo czasu. Kto startuje w tej branży z naiwnym optymizmem, ten łatwo może przeliczyć się z siłami.
Co według Pana stanowi różnicę między zwykłym dostawcą technologii a prawdziwym partnerem w badaniach materiałowych?
Rola prawdziwego partnera nie ogranicza się wyłącznie do dostawy maszyny. Zapewnia on wsparcie podczas implementacji, gwarantuje stały kontakt w razie wątpliwości oraz wspólnie z klientem opracowuje optymalne rozwiązania. Szczególnie przy badaniach wodorowych regularnie dochodzi do powstawania nowych wyzwań. Dlatego potrzebny jest partner, który nie tylko daje standardowe odpowiedzi, ale jest gotowy zmierzyć się ze złożonymi zagadnieniami. Dokładnie ta kwestia miała dla nas kluczowe znaczenie przy podejmowaniu decyzji.
