Im Rahmen des vom „Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur“ geförderten Forschungsvorhabens DELFIN sollten alternative Materialien und Fertigungsprozesse für kosten- und gewichtsreduzierte Druckbehälter aus endlosfaserverstärktem Kunststoff untersucht/erforscht werden.

Bei diesem ausgeprägt interdisziplinär angelegten Vorhaben waren so auch sowohl Vertreter aus Herstellung, Anwendung und Prüfung der Druckbehälter aktiv mit eingebunden. Der BAM-Part bestand konkret in der Durchführung von dynamischen Belastungsprüfungen der Baumuster, unter realen Betriebsdruckbedingungen mit H2-Befüllung, der CT-Analyse sowie der Bestimmung des Restberstdruckes der geprüften Muster.

Im Beitrag (Poster) wird ein Überblick über die, für das Vorhaben DELFIN zum Einsatz gekommenen prüfmethodischen technischen Einrichtungen gegeben werden.

Neben der, in der Zielstellung des Vorhabens formulierten Kernfragen zu den Auswirkungen verschiedener Designs und Fertigungstechniken auf die Restfestigkeit (Restberstdruck) lagen nach Abschluss des Vorhabens umfangreiche Versuchsdatensätze vor, die auch für die Beantwortung ganz allgemeiner, FCK-Material spezifischer Fragen interessant sein könnten.

So wurde nach Betrachtung aller gültigen Versuchsergebnisse ein vielversprechender, korrelativer Zusammenhang zwischen den gemessenen relativen Gesamtverformungen (normiert auf die Wandstärke) nach Impactprüfung und den relativen Restberstdrücken (auf Betriebsdruck normiert) sichtbar.

So wäre es auf Grundlage dieses Zusammenhanges möglich, gemäß streng konservativer Betrachtungsweise, eine kritische Linie der relativen totalen Grenzdeformation, etwa entlang der unteren Hüllkurve der Punktwolke (Wertepaare relative Gesamtverformungen | relative Restberstdrücke) zu definieren, unterhalb derer dann jegliche relativen Deformationen einem bestimmten Mindestberstdruck genügen würden.

Eine derartig empirisch evaluierte, kritische Linie der relativen totalen Grenzdeformation könnte so z.B. beim Design von Einbauorten, Overpacks, oder anderen Protektoren für Typ IV Druckbehälter sehr hilfreich sein.

Es könnte mit validierten Grenzverformungen der Behälterwandungen kalkuliert werden, die unter Transportbedingungen, Unfallbedingungen oder anderen singulären Impact-Ereignissen eine ganz konkrete Herabsetzung der Restberstdrücke zur Folge hätten.

Weiterhin könnten definiert vorgeschädigte Probebehälter oder CFK-Wandsegmente hergestellt werden, die zur Entwicklung von zerstörungsfreien Prüfungsmethoden als Referenzmaterialien dienen könnten.

Dabei könnte, bei konservativer Betrachtungsweise, gänzlich auf Befüllung mit H2 unter Betriebsdruck verzichtet werden.

Unter bestimmten Randbedingungen wäre auch die Präparation von typisierten Druckbehältersegmentproben über eine Stopp-Block 4PBT-Apparatur oder einem passendem Prägegesenk möglich.