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Die Erfindung betrifft ein Produkt bzw. Erzeugnis, das das kostenoptimierte Speichern und/oder das Bereitstellen und/oder das Transportieren und/oder Führen von Wasserstoff enthaltendem Fluid und/oder Kontinuum und das an unterschiedliche Einsatzfälle und Anforderungen adaptierbar ist, gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ermöglicht.
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Zukünftig wird zum Beispiel zur Energiespeicherung und -wandlung vermehrt Wasserstoff, unter Anderem zur Realisierung der Sektorenkoppelung, verwendet werden. Wasserstoff ist das am häufigsten im Universum vorkommende (chemische) Element. Zumeist kommt es in gebundener Form vor.
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In Wasserstoff können andere Energiearten zum Beispiel (zwischen)gespeichert werden. Im Hinblick auf, während der Energiegewinnung, -wandlung und -nutzung, emissionsminimierte bzw. -neutrale Arten wären dies vor allem Energie aus der Strahlung der Sonne bzw. Sonnenenergie oder auch aus atmosphärischen Luft- und Wasserströmungen bzw. Wind und Gezeiten. Diese werden gemein hin auch als Erneuerbare Energie bezeichnet.
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Um zum Beispiel in einem Land mit hoher jährlicher Sonneneinstrahlung gewonnene Sonnenenergie in einem anderen Land nutzen zu können, kann zum Beispiel mindestens ein Teil dieser zunächst in Wasserstoff umgewandelt bzw. in Wasserstoff gespeichert werden. Hierzu gibt es diversen Stand der Technik, inklusive technischer Umsetzungsverfahren und Mittel. Zum Beispiel ist die Elektrolyse von Wasser, mittels zum Beispiel Strahlungsenergie der Sonne, die zunächst mithilfe von Solaranlagen in elektrische Energie gewandelt wird und diese die Elektrolyse von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff versorgt, zu nennen.
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Die zum Beispiel so gewandelte Sonnenenergie wird in Wasserstoff und Sauerstoff (zwischen)gespeichert und kann nachfolgend gelagert, transportiert und andernorts für unterschiedliche Verwendungszwecke bereit gestellt und verwendet werden. Das Speichern und Bereitstellen erfolgt zum Beispiel in Behältnissen bzw. Behältern wie zum Beispiel Tank- bzw. Druckbehälter, gemeinhin bekannt als Tank oder Flasche. Diese Tank- bzw. Druckbehälter unterscheiden sich vor allem aufgrund unterschiedlicher Anwendung bzw. unterschiedlichem Verwendungszweck und/oder Tank- bzw. Druckbehälterinhalt und/oder Aggregatszustand des jeweiligen Tank- bzw. Druckbehälterinhalts, im Wesentlichen in Form, Abmessungen bzw. Größe, Gestalt oder Oberfläche und Aufbau-Werkstoff bzw. Aufbau-Werkstoffen und zugehöriger Herstellungs-, sowie Rezyklierverfahren.
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Beispielsweise werden Tank- bzw. Druckbehälter, gemeinhin auch als Gasflaschen bekannt, als Oberflächen pulverbeschichtete Flaschen mit zum Beispiel einem Bauvolumen von bis zu 150 Liter hergestellt, um zum Beispiel Gas bei einem Tank- bzw. Druckbehälterinnendruck von zum Beispiel 300 bar zu speichern und einem bestimmten Verbraucher bzw. Verwendungszweck zur Verfügung zu stellen. Für zum Beispiel stationäre Anwendungen bzw. Verwendungszwecke werden solche Gasflaschen aus zum Beispiel einer Stahllegierung wie zum Beispiel einem Vergütungsstahl hergestellt und verwendet.
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In mobilen Anwendungen, wie zum Beispiel in, für den Straßenverkehr zugelassenen bzw. homologisierten Kraftwagen, und hier speziell Personenkraftwagen, mit, wie zum Beispiel Brennstoffzellen-Antriebssystem, wird zum Beispiel Wasserstoffgas als Energieträger bzw. Brenngas in Tank- bzw. Druckbehälter mitgeführt, um mithilfe der Brennstoffzelle daraus elektrischen Strom zu erzeugen und diesen für zum Beispiel das elektrische Antriebssystem zum Verbrauch bereitzustellen.
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Das Mitführen bzw. Speichern von Wasserstoff für das Nutzen bzw. Verbrauch als Brenngas, im, zum Beispiel Personenkraftwagen, stellt nach wie vor hohe sicherheitstechnische und wirtschaftliche Herausforderung, vor allem an den Tank- bzw. Druckbehälter inkl. seiner Aufbauwerkstoffe und Herstellungsverfahren, dar. Für zum Beispiel die Realisierung einer wirtschaftlich erreichbaren, akzeptablen Reichweite mit zum Beispiel einem Personenkraftwagen mit Brennstoffzellen-Antriebssystem, wird heute zum Beispiel gasförmiger Wasserstoff im Tank- bzw. Druckbehälter zum Beispiel auf circa 700 bar bzw. 70 MPa Druck verdichtet, und in einem oder mehreren Tank- bzw. Druckbehältern aufgeteilt mitgeführt, um als Brenn- bzw. Kraftstoff während der Fahrt verwendet zu werden. Um vor allem die sicherheitstechnischen Anforderungen einer Straßenzulassung zu erfüllen, werden zum Beispiel technisch komplexe Tank- bzw. Druckbehälterkonstruktionen kombiniert mit kostenintensiven Aufbauwerkstoffen bzw. -werkstoffverbünden und aufwändigen Fertigungstechnologien inkl. Qualitätssicherungsmaßnahmen, um den Tank- bzw. Druckbehälter zu erzeugen.
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Wasserstoff ist das kleinste Element im Periodensystem und seine Leitung und Speicherung, vor allem als Gas unter Überdruck gegenüber dem jeweiligen Umgebungs- bzw. Atmosphärendruck, steigert, mit vor allem steigender Druckdifferenz zwischen Gas- und Umgebungs- bzw. Atmosphärendruck, unter anderem das Potential einer Wasserstoffdiffusion durch die Tank- bzw. Druckbehälterwand. Mit der Diffusion des Gases aus dem Tank- bzw. Druckbehälter einher, geht ein gesteigertes Explosionsrisiko durch den sogenannten Knallgas-Effekt in zum Beispiel schöpfenden Bereichen mit überkritischer Wasserstoffansammlung bzw. entzündlicher Wasserstoffkonzentration.
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Um, vor allem diese beiden, vorangegangen beschriebenen Effekte zu minimieren, werden aktuelle Tank- bzw. Druckbehälter, zum Beispiel in zylindrischer Bauform mit zum Beispiel domförmigen Enden und zum Beispiel aus mehreren unterschiedlichen Werkstoffen bzw. Werkstoffverbünden und/oder Verbundwerkstoffen hergestellt. Dabei sorgt im Wesentlichen der Innenbehälter, auch genannt „Liner“ für die Reduzierung der Diffusionsvorgänge und besteht aus zum Beispiel einer vornehmlich hierfür ausgelegten Aluminiumwerkstoff-Legierung. Der Außenbehälter aus zum Beispiel Kohlefaserverbund sorgt vor allem für die geforderte mechanische Festigkeit des Tank- bzw. Druckbehälters. Eine Außenhülle aus im Wesentlichen schlag- bzw. kratzbeständigem Werkstoff dient dem Schutz des Außenbehälters vor (Vor-)Schädigung durch Schläge und/oder Kratzer.
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Insbesondere die Außenbehälter der Tank- bzw. Druckbehälter für 700-bar-Wasserstoffgas-Anwendungen, wie sie zum Beispiel für vorgenannte Personenkraftfahrzeuge mit Brennstoffzellensystem verwendet werden, bestehen aus Kohlefaserverbundwerkstoff und sind deshalb sowohl in ihrer Herstellung, wie auch in ihren Aufbauwerkstoffen nach wie vor kostenintensiv. Zusätzlich ist die Rezyklierbarkeit des Verbundwerkstoffes nach zum Beispiel Erreichen der Lebensdauer kosten- und/oder energie- und/oder emissionsintensiv.
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Alternative Tank- bzw. Druckbehälter für, unter anderem, die oben beschriebene Anwendung aus zum Beispiel unbehandeltem Stahlwerkstoff gemäß des Stands der Technik und hier insbesondere rostfreiem und/oder austenitischem Stahl, wie unter anderem, in
DE 10 2011 010 316 B4 ,
DE 10 2007 022 611 A1 und
EP 1645 649 A1 beschrieben, sind vor allem durch ihr hohes Bauteil- bzw. Komponentengewicht aber auch ihre erhöhten Werkstoff- und Fertigungskosten für vor allem mobile Anwendung nachteilig. Selbst für Systeme in stationären Anwendungen ist ein hohes Bauteil- bzw. Komponentengewicht von Nachteil und führt vor allem während ihrer Logistik zu erhöhten Emissionen.
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Tank- bzw. Druckbehälter für Druckgase, wie sie in zum Beispiel automobilen Systemen verwendet werden, werden im Wesentlichen durch einen schwellend veränderlichen Innendruck belastet. Diese Belastung und/oder Beanspruchung kann zusätzlich durch zum Beispiel Entstehung von Temperaturdifferenzen in der Umgebung bzw. Atmosphäre weiter ansteigen und kritische und/oder überkritische Zustände hinsichtlich Bauteilfestigkeit erreichen.
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Ein Versagen von Tank- bzw. Druckbehältern durch zum Beispiel Werkstoffverbund-Versagen, das zum Beispiel im Wesentlichen auf Wasserstoffversprödung des Werkstoffverbunds zurückzuführen ist, tritt im Wesentlichen zeitverzögert während der Verwendung auf und ist deshalb nicht immer vorhersehbar bzw. schwierig im Voraus abschätzbar.
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Ein direktes Versagen von Tank- bzw. Druckbehältern durch zum Beispiel Bersten kann zum Beispiel beim Überschreiten von zum Beispiel der Bruchgrenze seines Aufbau-Werkstoffes, aufgrund zum Beispiel überkritischer Druckdifferenz zwischen dem höheren Tank- bzw. Druckbehälter-Innendruck und dem niedrigeren Druck der Umgebung bzw. Atmosphäre auftreten.
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Es ist bekannt, dass die Diffusionsrate durch Behälterwände, vor allem für Gase unter höherem Druck, und hier vor allem für Wasserstoffgas unter zum Beispiel bis zu 70 MPa bzw. 700 bar, bei Tank- bzw. Druckbehältern aus Verbundwerkstoff mit einem „Liner“ als Innenbehälter und einem Außenbehälter aus zum Beispiel gewickeltem Kohlenstofffaser-Harz-Härter-Verbund, höher ist, als bei Tank- bzw. Druckbehältern aus Stahlwerkstoff.
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Es ist weiterhin bekannt, dass bei Belastung von kubisch-raumzentrierten Stahlwerkstoffen die Zeitfestigkeit im Allgemeinen höher ist als die von kubisch-flächenzentrierten Stahlwerkstoffen. Bei kubisch-raumzentrierten Werkstoffen kann sogar eine Dauerfestigkeit entsprechend der Definition der Bruchmechanik erreicht werden. Für kubischflächenzentrierte Werkstoffe fällt die sogenannte Wöhlerkurve über den gesamten Lastspielbereich ab, so dass im Wesentlichen belastungs- und/oder beanspruchungs- aber auch Werkstoff und Bauteilform abhängige Zeitfestigkeit erreicht wird.
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Insbesondere in
DE 10 2011 010 316 B4 wird eine neue bzw. modifizierte chemische Zusammensetzung eines austenitischen Stahls mit hoher Beständigkeit gegenüber Wasserstoffinduzierter Versprödung beschrieben.
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In
DE 10 2007 022 611 A1 wird ein austenitischer Stahl mit hoher Beständigkeit gegenüber Wasserstoffinduzierter Versprödung und/oder Tieftemperaturversprödung beschrieben.
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In
EP 1645 649 A1 wird ein austenitischer Stahl für den Einsatz von Wasserstoffgas mit erhöhten mechanischen Festigkeitseigenschaften neben der hohen Beständigkeit gegenüber Wasserstoffinduzierter Versprödung beschrieben.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Produkt darzustellen, das das kostenoptimierte Speichern und/oder das Bereitstellen und/oder das Transportieren und/oder Führen von Wasserstoff enthaltendem Fluid und/oder Kontinuum unter Druck ermöglicht und an unterschiedliche Einsatzfälle und Anforderungen adaptierbar ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Tank- bzw. Druckbehälter, bestehend im Wesentlichen aus einem oder mehreren unterschiedlichen Behältern, bestehend aus einem oder mehreren Bauteilen, aus einem oder mehreren unterschiedlichen Werkstoffen, bestehend aus einem oder mehreren unterschiedlichen Gefügen und/oder Gittern und/oder Gittern, bestehend aus einem oder mehreren, mittels unterschiedlicher Verfahren geänderten, gleichen oder unterschiedlichen Stoffeigenschaften und/oder aus einem oder mehreren unterschiedlichen Eigenspannungszuständen und ihrer Änderung über Zeit und/oder Beanspruchung bzw. Belastung, gemäß der in den Patentansprüchen beschriebenen Merkmalen, insbesondere gemäß dem Hauptanspruch bzw. Anspruch 1.
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Das nachfolgend beschriebene Erzeugnis bzw. Produkt wird insbesondere für Tank- bzw. Druckbehälter, aber auch andere Bauteile im Kontakt zu Wasserstoff enthaltendem Fluid aber auch Fluide andersartiger Zusammensetzung aber auch insbesondere Wasserstoff enthaltende Gase und/oder Gasgemische unter Innendruckzuständen gleich oder größer als der Umgebungs- bzw. Atmosphärendruck, verwendet.
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Dadurch können Tank- bzw. Druckbehälter, aber auch andere Bauteile im Kontakt zu Wasserstoff enthaltendem Fluid aber auch Fluide andersartiger Zusammensetzung, aber auch insbesondere Wasserstoff enthaltende Gase und/oder Gasgemische unter Innendruckzuständen gleich oder größer als der Umgebungs- bzw. Atmosphärendruck, mit zum Beispiel einem geringeren Bauteilgewicht und/oder höherer dynamischer Belastbarkeit und/oder bestehend aus preiswerteren Bauteilwerkstoffen und/oder bei geringeren Emissionen während der Herstellung wie auch der Verwendung, Gebrauch und Nutzung und schließlich in ihrem Recycling, hergestellt werden. Zusätzlich können Tank- bzw. Druckbehälter mithilfe wirtschaftlicherer Herstellungsverfahren produziert und wirtschaftlicherer Rezyklierverfahren in weitere Herstellprozesse zurück geführt werden.
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Die Verbesserung der Gesamt-Wirtschaftlichkeit über Lebenszyklus ist, unter anderem auf den Einsatz bekannter und/oder bewährter Werkstoffe und/oder bekannter, ausgereifter bzw. renommierter und bewährter Fertigungsprozesse und/oder ausgereifter, renommierter bzw. bewährter Rezyklierverfahren, zurück zu führen.
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Somit ist eine technische Lösung gegeben für ein Produkt bzw. Erzeugnis, das das potentiell wirtschaftlichere Speichern und/oder das Bereitstellen und/oder das Transportieren und/oder Führen von Wasserstoff enthaltendem Fluid aber auch andersartigen Fluid und/oder Kontinuum ermöglicht und an unterschiedliche Einsatzfälle und Anforderungen adaptierbar ist.
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Mit anderen Worten wird die genannte Aufgabe gelöst durch die Erzeugung von Tank- bzw. Druckbehälter, bestehend im Wesentlichen aus einem oder mehreren unterschiedlichen Behältern, bestehend aus einem oder mehreren unterschiedlichen Hauptbestandteilen, bestehend aus einem oder mehreren Bauteilen, aus einem oder mehreren unterschiedlichen Werkstoffen, bestehend aus einem oder mehreren unterschiedlichen Gefügen und/oder Gittern, bestehend aus einem oder mehreren, mittels unterschiedlicher Verfahren mindestens lokal geänderten, gleichen oder unterschiedlichen Stoffeigenschaften und/oder aus einem oder mehreren unterschiedlichen Eigenspannungszuständen und deren Änderung über Zeit und/oder in Abhängigkeit der Beanspruchung bzw. Belastung.
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Vorteilhafter Weise wird dieses Erzeugnis bzw. Produkt eingesetzt zum Speichern und/oder für das Bereitstellen und/oder für das Transportieren und/oder für das Führen von Wasserstoff enthaltendem Fluid und/oder Kontinuum aber auch Fluide andersartiger Zusammensetzung, aber auch insbesondere Wasserstoff enthaltende Gase und/oder Gasgemische, unter Innendruckzuständen gleich oder größer als der Umgebungs- bzw. Atmosphärendruck.
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Der Tank- bzw. Druckbehälter kann unterschiedliche Anorderungsprofile aus unterschiedlichen Einsatzfällen, Nutzungs- bzw. Verwendungszwecken, beschrieben durch die im Wesentlichen physikalischen und/oder chemischen Zustandsgrößen und deren Veränderung über Zeit und/ oder Anforderungsprofilen und/oder wirtschaftlichen Anforderungsprofilen abdecken. Abhängig vom Anorderungsprofil des Nutzungs- bzw. Verwendungszwecks können sich die Tank- bzw. Druckbehälter in im Wesentlichen Form, Abmessung bzw. Größe, Oberfläche und Gestalt unterscheiden, sodass Produkte bzw. Erzeugnisse aus unterschiedlichen Konstellationen aus im Wesentlichen einem oder mehreren unterschiedlichen Behältern, bestehend aus einem oder mehreren unterschiedlichen Hauptbestandteilen, bestehend aus einem oder mehreren Bauteilen, aus einem oder mehreren unterschiedlichen Werkstoffen, bestehend aus einem oder mehreren unterschiedlichen Gefügen und/oder Gittern, bestehend aus einem oder mehreren, mittels unterschiedlicher Verfahren geänderten, gleichen oder unterschiedlichen Stoffeigenschaften und/oder aus einem oder mehreren unterschiedlichen Eigenspannungszuständen und deren Änderung über Zeit und/oder in Abhängigkeit der Beanspruchung bzw. Belastung.
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Das Produkt variiert je nach Einsatzfall, Nutzungs- oder Verwendungszweck in, im Wesentlichen, seinen Einzelbestandteilen und/oder Komponenten und/oder Systemen und/oder Teilsystemen und/oder dem Aufbau und/oder der Größe und/oder der Form und/oder der Kombination der vorgenannten und/oder deren Strukturen und/oder Unterstrukturen und/oder in deren Aufbau-Werkstoffen und/oder deren Gefügen und/oder auch deren Stoffeigenschaften inklusive deren möglicher zeitlichen Änderungen.
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- 1 Tank- bzw. Druckbehälter (2), bestehend aus einem Stahlwerkstoff, der aus, zum Beispiel, mehreren unterschiedlichen Gefügen besteht, dargestellt im Querschnitt A und Detail D
- 2 Darstellung der höheren Streckgrenze und Zugfestigkeit des Martensitgefüges (3) gegenüber dem Austenitgefüge (4) im Spannungs-Dehnungsdiagramm inklusive zugehöriger Spannungs-Dehnungskurven
- 3 Darstellung der höheren Festigkeit eines martensitischen Gefüges gegenüber eines austenitischen Gefüges mithilfe der Dreiecksinnenfläche begrenzt durch die Geraden zwischen den Stützpunkten 17-12-15-17 und der Dreiecksinnenfläche zwischen den Stützpunkten 17-13-16-17
- 4 Tank- bzw. Druckbehälter (2'), als eine Mehr-Behälter-Komponente, in diesem Fall bestehend aus drei Behältern bzw. Tank- bzw. Druckbehältern, dargestellt im Querschnitt B und Detail E
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In 1 ist in der zum Beispiel x-y-Ebene des zum Beispiel kartesischen Koordinatensystems (1) exemplarisch ein Tank- bzw. Druckbehälter (2), bestehend aus einem Stahlwerkstoff, der aus mehreren unterschiedlichen Gefügen besteht, dargestellt. Im Querschnitt (A) ist beispielhaft ein Ausschnitt des Tank- bzw. Druckbehälters (2) im Detailausschnitt (D) abgebildet. Hierbei handelt es sich um das Beispiel eines zylindrischen Tank- bzw. Druckbehälter, dessen Werkstoff im Querschnitt aus Austenit- (4), Martensit- (3) und Mischgefüge besteht. Die Dicke des Austenit-Gefüges (4) ist kleiner als die Dicke des Martensit-Gefüges (3). Die Innenwand des Tank- bzw. Druckbehälters (2) besteht aus Austenit-Gefüge (4), die Außenwand besteht aus Martensit-Gefüges (3). Das innere Misch- oder Übergangsgefüge besteht aus größerem Austenit-Anteil (5), das äußere Misch- oder Übergangsgefüge besteht aus größerem Martensit-Anteil (6). in Abhängigkeit der Verwendung des Tank- bzw. Druckbehälters werden die Größen ri, rAa und ra eingestellt.
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Mit zum Beispiel größerem Martensitanteil in der Werkstoff- inklusive Gefüge- oder Kristallgitterzusammensetzung und -zustand mit Austenit im Innenwandbereich werden Tank- bzw. Druckbehälter hoher Festigkeit und hohem Widerstand gegen zum Beispiel Bersten und/oder leichtere Tank- bzw. Druckbehälter aus dem gleichen Ausgangsgefüge hergestellt, die zugleich die Diffusion von zum Beispiel Wasserstoffgas in die Tank- bzw. Druckbehälterwand reduzieren. Für Tank- bzw. Druckbehälter in mobilen Anwendungen wie zum Beispiel Kraftwagen mit zum Beispiel Brennstoffzellen-Antriebssystem kann vorteilhafterweise das zum Beispiel gespeicherte Wasserstoffgas bei höherem Druck mitgeführt werden und/oder zum Beispiel höhere Gasmengen gespeichert und länger mitgeführt werden, ohne das Versagen aufgrund Wasserstoffversprödung des Tank- bzw. Druckbehälters zu riskieren. Beim Einsatz derartiger Tank- bzw. Druckbehälter bei stationären Anwendungen wird die Gesamtmenge der Lebenszyklus-Emissionen durch leichtere Tank- bzw. Druckbehälter gesenkt. Vorteilhafterweise ist die Gefügezusammensetzung im Werkstoff der Tank- bzw. Druckbehälterwand so auszuführen, dass sich der Teilmartensit im Last tragendenen Querschnitt weniger im Innenflächenbereich der Wand, sondern vorteilhafterweise mehr außerhalb der neutralen Faser (7) hin zum Außenflächenbereich bildet. Durch das Austenitgefüge innerhalb der neutralen hin zur Tank- bzw. Druckbehälter-Innenwand wird die Wasserstoffdiffusion in den Werkstoff reduziert. Mit steigendem Volumenanteil des Martensitgefüges (3) gegenüber des Austenitgefüges (4) steigt die Festigkeit des Tank- bzw. Druckbehälters.
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In 2 ist das Ausmaß des Festigkeit steigernden Effekts aus im Wesentlichem dem größeren Anteil an Martensitgefüge (3) gegenüber dem Austenitgefüge (4) exemplarisch am Spannungs-Dehnungsdiagramm inklusive zugehöriger Spannungs-Dehnungskurven für den austenitischen (8) und den martensitischen (9) Werkstoff dargestellt. Sowohl die Streckgrenze des martensitischen Werkstoffs (12) als auch die Zugfestigkeit (10) sind höher als die Streckgrenze des austenitischen Werkstoffs (13) sowie die Zugfestigkeit (11). Dadurch wird beim austenitischen Gefüge (9) mit steigender Belastung bzw. bei zunehmender Beanspruchung des Tank- bzw. Druckbehälters aus vor allem steigendem Innendruck, die Streckgrenze (13) und damit der Übergang von elastischer Dehnung zur plastischer Verformung bei vergleichsweise kleineren Spannungs- und Dehnungswerten erreicht und überschritten, als die Streckgrenze (12) für martensitisches Werkstoff-Gefüge.
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In 3 ist der Festigkeit steigernde Effekt aufgrund eines größeren Anteils an martensitischen Gefüges (3) im Vergleich zum austenitischen Gefüge (4), exemplarisch am Vergleich der größeren Innenfläche des den Effekt der Festigkeitsteigerung repräsentierenden Dreiecks für martensitisches Gefüge (4), begrenzt durch die Geraden zwischen den Stützpunkten 17-12-15-17 und der im Vergleich kleineren Innenflächengröße des das austenitische Gefüge (4) repräsentierenden, begrenzt durch die Geraden zwischen den Stützpunkten 17-13-16-17, dargestellt.
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In 4 ist zum Beispiel ein Tank- bzw. Druckbehälter (2'), als eine Mehr-Behälter-Komponente, in diesem Fall bestehend aus drei Behältern bzw. Tank- bzw. Druckbehältern, dargestellt. Der innere zum Beispiel dünnwandiger ausgeführte Innenbehälter (4') besteht in diesem Fall aus vorteilhafterweise nahezu vollständig austenitischem Stahl, um vor allem Dichtigkeit gegenüber Wasserstoff enthaltendem Fluid aber auch andersartigen Fluid und/oder Kontinuum zu realisieren. Der Zwischenbehälter (18) und/oder Zwischenschicht und/oder -lage besteht zum Beispiel aus mindestens einem elektrochemisch mindestens passiven Werkstoff, um vor allem die Bildung von Lokalelementen zwischen Innen- (3') und Außenbehälter (3') zu verhindern und damit die Korrosion der Mehr-Behälter-Komponente vor allem während des Lebenszyklus mindestens zu reduzieren. Der Außenbehälter (3') besteht vorteilhafterweise aus mindestens teilmartensitischem Werkstoff und ist abhängig vom Verwendungszweck zum Beispiel dickwandiger ausgeführt und sorgt für die Bauteilfestigkeit des Tank- bzw. Druckbehälters während der Verwendungsdauer.
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Stichwortverzeichnis zum Produkt das das kostenoptimierte Speichern und/oder das Bereitstellen und/oder das Transportieren und/oder Führen von Wasserstoff enthaltendem Fluid und/oder Kontinuum unter Druck ermöglicht.
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- 1
- Tank- bzw. Druckbehälter
- 2
- Martensit-Gefüge
- 3
- Ferrit-Gefüge
- 4
- Austenit-Gefüge
- 5
- Misch- bzw. Übergangsgefüge mit größerem Austenitanteil
- 6
- Misch- bzw. Übergangsgefüge mit größerem Martensit-Anteil
- 7
- Neutrale Faser
- 8
- Spannungs-Dehnungskurven für austenitischen Werkstoff
- 9
- Spannungs-Dehnungskurven für martensitischen Werkstoff
- 10
- Zugfestigkeit des martensitischen Werkstoffs
- 11
- Zugfestigkeit des austenitsichen Werkstoffs
- 12
- Streckgrenze des martensitischen Werkstoffs bzw. Stützpunkt des repräsentativen Dreiecks für den martensitischen Werkstoffs auf der Spannungs-Achse
- 13
- Streckgrenze des austenitischen Werkstoffs bzw. Stützpunkt des repräsentativen Dreiecks für den austenitischen Werkstoffs auf der Spannungs-Achse
- 14
- Unterbrechung
- 15
- Stützpunkt des repräsentativen Dreiecks für den martensitischen Werkstoff am Übergang von elastischer Dehnung zur plastischen Verformung
- 16
- Stützpunkt des repräsentativen Dreiecks für den austenitischen Werkstoff Werkstoff am Übergang von elastischer Dehnung zur plastischen Verformung
- 17
- Ursprung des Spannungs-Dehnungs-Diagramm und Stützpunkt der repräsentativen Dreiecke für den martensitischen und austenitischen Werkstoffs
- 18
- Zwischenbehälter und/oder Zwischenschicht und/oder -lage
- ri
- Innenradius
- rAa
- Außenradius des Austenits
- ra
- Außenradius
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011010316 B4 [0012, 0018]
- DE 102007022611 A1 [0012, 0019]
- EP 1645649 A1 [0012, 0020]