Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
In direkter Wasserstoffumgebung oder unter Wasserstoffeinfluss neigen Werkstoffe zu Veränderungen, die zu Frühausfällen und Schädigungen von Komponenten führen können. Um die Lebensdauer und Zuverlässigkeit unter diesen Bedingungen zu verbessern, werden Werkstoff- und Schmierstoffkonzepte benötigt, die den Schädigungsmechanismen entgegenwirken.
Ein limitierender Faktor für die Lebensdauer hochbelasteter Wälzlager ist die Entwicklung von Schäden in der Kontaktfläche. Dabei entsteht im Wälzkontakt atomarer Wasserstoff aus dem Schmierstoff oder aus Feuchtigkeit. Durch den in die Stahloberflächen eindiffundierenden Wasserstoff entsteht eine der häufigsten Schädigungsformen von geschmierten Wälzkontakten die sogenannten „white etching cracks“ (WEC).
Der Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur erfordert zusätzlich eine Entwicklung von Systemkomponenten, die in direktem Kontakt zu Wasserstoff sicher und wartungsfrei funktionieren müssen. Die damit verbundenen großen Unsicherheiten bei der Absicherung der Funktionsfähigkeiten solcher Infrastrukturkomponenten wie Kompressoren oder Armaturen müssen beseitigt werden, indem tribologisch beanspruchte Werkstoffe, Schmierstoffe und Komponenten einsatznah untersucht, geprüft und bewertet werden.
Wir klären die Wirkmechanismen von Wasserstoff in tribologischen Systemen auf. Wir bewerten die Lebensdauer tribologischer Systeme unter Wasserstoffbelastung und wir erarbeiten Lösungen, wie die Leistungsfähigkeit tribologischer Systeme im Kontakt mit Wasserstoff erhöht werden kann.