Projekt HyComp

hycompProjekt HyComp (Enhanced Design Requirements and Testing Procedures for Composite Cylinders intended for the Safe Storage of Hydrogen) jest realizowany w ramach platformy FCH JU (Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking), 7-my Program Ramowy. Jest to projekt 3-letni, a prace nad jego realizacją Laboratorium rozpoczęło w 2011 roku. Dotyczą one przede wszystkim bezpiecznego gromadzenia wodoru w kompozytowych zbiornikach ciśnieniowych typu 3-go i 4-go.

indeksIstotnym aspektem poznawczym projektu jest problem modelowania numerycznego. Modelowanie typu multiscale zostanie wykorzystane do wyjaśnienia roli mechanizmów degradacji i ilościowego opisu uszkodzeń kompozytowej struktury nośnej zbiornika w funkcji czasu dla różnych typów obciążeń (cykliczne, statyczne, mieszane). Modelowanie umożliwi identyfikacje stanu odkształceń, naprężeń oraz poziomów ciśnień przy których występuje inicjacja szczególnych mechanizmów mikro-uszkodzeń (tarcia pomiędzy włóknami, pęknięcia włókien), jak również krytycznych stanów uszkodzeń, dla których występują makro-uszkodzenia zbiorników. Obszarów lokalnych klastrów o wysokiej gęstości uszkodzeń kompozytowych włókien węglowych będą skorelowane z pomiarami przy użyciu metod AE. Ponadto zamodelowana zostanie kompletna konstrukcja (struktura) zbiornika, czyli polimerowy liner wraz z oplotem kompozytowym. Umożliwi to przewidywanie pozostałego czasu bezpiecznej eksploatacji konstrukcji, po przez analizę gęstości uszkodzeń oraz krzywych akumulacji w kompozycie dla określonych obciążeń. Opracowana zostanie metoda określania, kiedy kompozyt może być niestabilny i nastąpi pęknięcie. Oszacowanie poziomów prawdopodobieństwa uszkodzenia pozwoli na ich wykorzystanie  w celu określenia dopuszczalnych współczynników bezpieczeństwa.

Efektem projektu będą m.in. zalecenia dla poprawy obowiązujących norm europejskich i międzynarodowych oraz rozporządzeń w sprawie wysokociśnieniowych butli wodorowych dla ww. zastosowań, a także opracowanie strategii na rzecz realizacji tych zmian. Zalecenia te obejmą m.in.:

  • w pełni oparte na wynikach eksperymentalnych kryteria projektowe (w tym współczynniki bezpieczeństwa) dla butli kompozytowych przeznaczonych do przechowywania lub transportu sprężonego wodoru, co pozwali na optymalizację ich konstrukcji ,
  • poprawa procedur badawczych dla ww. konstrukcji,
  • optymalizacja parametrów produkcyjnych zbiorników kompozytowych od strony minimalizacji ilości defektów na etapie wytwarzania,
  • ulepszenie metod kontroli eksploatacyjnych zbiorników kompozytowych.

Taka analiza jest dziś bardzo ważna do zapewnienia bezpiecznego stosowania zbiorników w chwili, gdy technologia gromadzenia wodoru pod wysokim ciśnieniem (700 bar) wkracza na rynki konsumenckie i do masowych zastosowań. Umożliwi ona wykorzystanie pełnego potencjału optymalizacji butli kompozytowych od strony wymagań regulacyjnych i normowych, które są dziś bardzo konserwatywne i opierają się jedynie na doświadczeniach zebranych w okresie eksploatacji konstrukcji stalowych.

Więcej informacji nt. projektu znaleźć można na stronie: http://hycomp.eu/

WSTECZ