Abschnitt 5.3 - 5.3 Arbeiten an gasführenden Teilen und Leitungen
Arbeiten an wasserstoffführenden Teilen und Leitungen sind bauteilspezifisch zu unterscheiden. Entscheidend für das mögliche Gefahrenpotenzial sind das im Bauteil vorhandene Gasvolumen, die vorliegende Druckstufe und der Aggregatzustand.
Wasserstoffführende Leitungen in Fahrzeugen können grundsätzlich in zwei Kategorien eingeteilt werden:
Hochdruckführende Leitungen sind die Leitungen, die zwischen dem Befüllstutzen und dem Druckregler liegen. Hierzu gehören z. B. Leitungen innerhalb des Tanksystems, die Befüllleitung und alle Leitungen zwischen Tank und Druckregler.
Die niederdruckführenden Leitungen sind die Leitungen, die vom Tanksystem wegführen und nach dem Druckregler angeschlossen sind.
Vor Beginn der Arbeiten an wasserstoffführenden Teilen und Leitungen sollte ein Hinweis über den Zustand der Befüllung (befüllt/entleert/inertisiert) gut sichtbar am oder im Fahrzeug angebracht werden. In jedem Fall ist den Anweisungen des Fahrzeugherstellers für Arbeiten an wasserstoffführenden Teilen Folge zu leisten. Es ist sicherzustellen, dass vor Aufnahme der Arbeiten die Kenntnisnahme der fahrzeugspezifischen Eigenheiten und Anweisungen erfolgt ist. Da Wasserstoff sehr leicht entzündlich ist, sind Zündquellen zu vermeiden. Das wird unter anderem erreicht durch das Tragen ableitfähigen Schuhwerks (geeignete Sicherheitsschuhe). Als Kleidung wird langärmelige, nicht synthetische Kleidung empfohlen. Der Boden sollte ableitfähig sein; ist das nicht gewährleistet, sind Ersatzmaßnahmen umzusetzen.
5.3.1
Arbeiten an wasserstoffführenden Leitungen
Die vom Tanksystem wegführenden Niederdruckleitungen zur Versorgung des Antriebssystems führen nach Stand der Technik einen Wasserstoffdruck von < 30 bar. Im Niederdruckbereich wird zusätzlich noch zwischen den "class 1"-(4,5 - 30 bar) und den "class 2"-Komponenten (< 4,5 bar) unterschieden.
Das Öffnen von wasserstoffführenden Leitungen sollte nach Möglichkeit nach Entleerung der Leitungen erfolgen. Sollte dies aus technischen Gründen im Einzelfall nicht möglich sein, kann langsam und vorsichtig das Öffnen von Rohrverbindungen auch ohne Entleerung oder Inertisierung erfolgen. Dabei ist für eine gute Belüftung zu sorgen. Auch sind zusätzlich Gehörschutz und Schutzbrille zu tragen. Im Nahfeld um das Fahrzeug (< 2 m Radius) sollen sich keine weiteren Personen aufhalten. Grundsätzlich ist bei der Freisetzung von Wasserstoff mit der Ausbildung explosionsfähiger Atmosphäre zu rechnen. Die Vorgaben aus den Technischen Richtlinien zum Explosionsschutz sind in der Gefährdungsbeurteilung zu berücksichtigen (TRGS 721). Für das Öffnen von Leitungen sind die Vorgaben der Hersteller zu beachten. Die Hochdruckseite des Wasserstoffsystems darf grundsätzlich nur im Außenbereich mit Schutzmaßnahmen durchgeführt werden (Absperrung, Radius 10 m, Potentialausgleich, etc.).
Um einer Zündung von austretendem Wasserstoff durch statische Entladung entgegenzuwirken, muss der Boden im Arbeitsbereich leitfähig sein, oder es muss alternativ eine Erdungsleitung an die leitfähige Kraftstoffleitung angeschlossen werden, die in den Potenzialausgleich des Gebäudes eingebunden wird.
Abb. 10 a und b
Bei Arbeiten an wasserstoffführenden Komponenten sind besonders die herstellerspezifischen Anweisungen zu beachten.
5.3.2
Arbeiten an wasserstoffführenden Teilen
Arbeiten an wasserstoffführenden Bauteilen (z. B. Ventilen) sind generell wie in Abschnitt 5.3.1 beschrieben durchzuführen. Besonderes Augenmerk ist auf die herstellerspezifischen Anweisungen zum Umgang mit diesen Komponenten und deren spezifischen Gefahrenpotenzialen zu richten. An bestimmten Komponenten darf nur nach erfolgter Inertisierung gearbeitet werden. Der Hersteller gibt hier genaue Anweisungen, wann welche Teilbereiche oder das Gesamtsystem zu inertisieren sind.
5.3.3
Arbeiten am Tanksystem
Unabhängig vom Medium dürfen generell unter hohem Druck stehende Leitungen keinesfalls geöffnet werden. Die frei werdende Druckenergie hat ein sehr hohes Gefährdungspotenzial, das lebensgefährlich ist. Das gilt jedoch für jedes Gas unter Druck, selbst für Druckluft, und ist nicht wasserstoffspezifisch.
Ein ebenso hohes Gefährdungspotenzial haben Leitungen, die unter flüssigem Wasserstoff stehen. In diesem Fall beruht es auf der tiefkalten Temperatur (-253 °C).
Es kann nicht oft genug darauf hingewiesen werden, wie wichtig es ist, die Bedienungsanleitung und die Arbeitsanweisungen des Fahrzeugherstellers sorgfältig zur Kenntnis zu nehmen. Eine unbeabsichtigte Öffnung von Leitungen unter Hochdruck oder flüssigem Wasserstoff ist unbedingt zu vermeiden. Unwissenheit kann zu erheblichen Unfällen führen.
Arbeiten am Tanksystem, an zugehörigen Füllstutzen und hochdruckführenden Leitungen bedürfen besonderer Sorgfalt. Sie sind generell nur bei entleertem oder inertisiertem Tanksystem oder bei teilentleerten oder teilinertisierten Gasanlagenteilen erlaubt.
Bestimmte Arbeiten an Leitungen und Komponenten können auch bei gefülltem Tank und lediglich entleerten Leitungen stattfinden. Wird an entleerten hochdruckführenden Leitungen gearbeitet, ohne dass der Tankbehälter vorher entleert wurde, muss dafür gesorgt werden, dass ein Öffnen des Tanksystems, und damit eine Beaufschlagung der Leitungen mit Hochdruck, nicht möglich ist (z. B. redundantes manuelles Absperren der Behälterventile). Arbeiten an Systembauteilen, die sich in Strömungsrichtung hinter dem redundant abschließbaren Zylinder befinden (z. B. Befüllnippel, Ventile oder Druckregler) können somit gefahrlos erfolgen.
Abb. 11
Einige Arbeiten an Tanksystemen können auch bei gefülltem Tank und lediglich entleerten Leitungen stattfinden.
Abb. 12
Nach Arbeiten an Tanksystemen werden Lecktester eingesetzt.
Die Inertisierung kann beispielsweise im Fall von LH2 mit Helium, bei CGH2 mit Helium oder Stickstoff erfolgen.
Reparaturen sind wegen der bereits beschriebenen spezifischen Eigenschaften von Wasserstoff nur mit Teilen und Materialien zugelassen, die explizit durch den Hersteller der Fahrzeuge freigegeben sind, und nur nach dem von ihm vorgegebenen Verfahren. Vorsicht ist auch beim Einbau des Tanksystems geboten, da sich die CGH2-Tanks beim Befüllen auf bis zu 700 bar (bis 15 °C) um mehrere Millimeter ausdehnen können. Die Einbauvorschriften und die vorgegebenen Drehmomente sind besonders zu beachten.
5.3.4
Wiederinbetriebnahme
Nach allen durchgeführten Arbeiten an wasserstoffführenden Teilen und Leitungen einschließlich des Tanksystems ist grundsätzlich eine Dichtheitsprüfung nach Herstelleranweisung durchzuführen. Das bei Druckgas-Fahrzeugen erprobte und zugelassene Verfahren mit Schaum bildenden Mitteln ist unter Umständen nicht ausreichend.
Die gasführenden Leitungen und Teile sind nach Herstelleranweisung mit Inertgas zu prüfen. Anschließend ist das System nach Anweisung auf Wasserstoff umzuspülen. Unter Wasserstoff ist gemäß den Herstellerinstruktionen eine weitere Dichtheitsprüfung durchzuführen. Dabei werden mindestens alle gelösten Verbindungen mit einem H2-Leckprüfer oder einem geeigneten Lecksuchspray beim Betrieb der Anlage (geöffnete Tankventile) geprüft. Lecksuchspray wird in der Regel nur zur orientierenden Auffindung von Leckstellen eingesetzt. Für Leckageraten < 10-3 mbar l/s ist Lecksuchspray zur Auffindung von Leckagen ungeeignet.
Es ist sicherzustellen, dass die Betriebsanweisung des Lecktesters bekannt ist und dass der Lecktester für das zu prüfende Gas (N2/He/H2) geeignet ist. Die Arbeiten und das Ergebnis der Leckprüfung sind von einer qualifizierten Person zu protokollieren. Sollte Wasserstoff unmittelbar an einer Verbindungsstelle detektiert werden, sind die tanknahen Ventile umgehend zu schließen (z. B. Zündschlüssel abziehen). Wenn mit einem mobilen H2-Lecktester im Anschluss bereits im Nahfeld des Fahrzeugs Wasserstoff festgestellt wird, ist der Gefahrenbereich zu räumen und gemäß Gefahrenabwehrplan zu agieren.
Abb. 13
Im Rahmen einer Ausgangsprüfung können auch mobile Lecktester bei der Prüfung wasserstoffführender Leitungen eingesetzt werden.