Im Rahmen des DESSERT-Projekts untersuchte AC2T research GmbH, wie stabil zwei Schmierstoffe für Gewindeverbindungen unter Wasserstoffeinwirkung sind. Die Ergebnisse belegen, dass beide Schmierstoffe chemisch stabil bleiben. Damit tragen sie zur Entwicklung zuverlässigerer und nachhaltigerer Lösungen für die unterirdische Speicherung von Wasserstoff bei.
Schmierstoffe in Gewindeverbindungen müssen ein Festfressen verhindern und beim Verschrauben ein definiertes Reibungsniveau gewährleisten. Zudem müssen sie über die gesamte Lebensdauer der Rohre und Verbindungen hinweg stabil bleiben. Die eingesetzten Schmierstoffe dürfen sich daher unter dem Einfluss der Wasserstoffumgebung nicht verändern.
Untersuchte Schmierstoffe
Für die weiterführenden Untersuchungen wurden zwei unterschiedliche, von Tubacex Innovación bereitgestellte Schmierstoffe ausgewählt. Bei einem davon handelt es sich um eine Sorte API-modified, die in der Öl- und Gasindustrie als bewährtes Standardprodukt gilt. Dieser Schmierstoff basiert auf konventionellen petrochemischen Komponenten und enthält einen hohen Anteil an Festschmierstoffpartikeln wie Graphit, Kupfer, Zink und Blei. Rund 30 % des Schmierstoffs bestehen aus Blei, einem umweltschädlichen Stoff.
Als Alternative wurde daher ein neuartiger umweltfreundlicher Schmierstoff untersucht und erprobt. Er basiert auf einem Estergrundöl und enthält mineralische Partikel. Die Fundación Tekniker bewertete im Rahmen von DESSERT die tribologische Eignung und die Fressbeständigkeit beider Schmierstoffe.
Prüfung und Qualifizierung
Beide Schmierstoffe durchliefen Versuchsreihen, bei denen sie zunächst über einen längeren Zeitraum in einer Gaslöslichkeitsprüfkammer Wasserstoff ausgesetzt und anschließend chemisch sowie rheologisch analysiert wurden. Die Ergebnisse waren bei beiden Schmierstoffen vergleichbar: In der Prüfkammer wurde eine deutliche Gasaufnahme gemessen; zudem trat Schaumbildung auf. Unmittelbar nach der Entnahme aus der Prüfkammer wurden die Proben erhitzt und die dabei freigesetzten Gasspezies mittels hochauflösender Massenspektrometrie analysiert. Unter Umgebungsbedingungen ließ sich dabei kein signifikanter Anteil an gelöstem Wasserstoff in den Proben nachweisen. Auch die chemische Analyse mittels Infrarotspektroskopie und die Messung der rheologischen Eigenschaften ergaben keine durch die Wasserstoffexposition verursachten Veränderungen der Schmierstoffe.
Die Ergebnisse belegen, dass beide Schmierstoffe in einer Wasserstoffatmosphäre stabil bleiben. Der Wasserstoff wird lediglich physikalisch gelöst und bewirkt weder dauerhafte noch chemische Veränderungen der Schmierstoffe.
