Ja, es ist Raketenwissenschaft – und noch viel mehr. In diesem Beitrag diskutieren Experten über Kryogene und die Materialprüfung in kryogenen Umgebungen.
F. Weshalb ist Kryotechnik ein Thema für Materialwissenschaftler und Forscher?
A. Das gestiegene Interesse an der Raumfahrt und am Transport neuer Energien auf dem Landweg kurbelt die Nachfrage nach Materialien an, die kryogenen Bedingungen standhalten. Die Treibstoffsysteme für Raketen und Raumfahrzeuge sowie die supraleitenden Magnete für Magnetschwebebahnen sind alle auf kryogene Kühlung durch verflüssigte Gase angewiesen. Diese Kryogene werden bei extrem niedrigen Temperaturen in flüssigem Zustand vorgehalten: -150 °C bis -273 °C (-238 °F bis -460 °F) oder unter 120 Kelvin.
F. Können Sie uns Beispiele für Kryogene und ihre Anwendungsbereiche nennen?
A. Flüssigstickstoff, Flüssighelium, Flüssigwasserstoff und Flüssigsauerstoff sind in kryogenen Anwendungen weit verbreitet. Kryogene sind in verschiedensten Branchen unverzichtbar, zum Beispiel in der Landwirtschaft, Medizin, im Verkehrswesen und in der Weltraumforschung. Sie werden eingesetzt, um große Mengen von Lebensmitteln oder auch Magnete in MRT-Geräten zu kühlen, verpackte Erzeugnisse zu konservieren, regenerative Kühlung in Raketenantrieben bereitzustellen oder sogar um Teilchenbeschleuniger zu betreiben wie den Large Hadron Collider, indem die richtige Temperatur der supraleitenden Magnete sichergestellt wird.
F. Gibt es neben der Kühlung noch andere Anwendungsbereiche für die Kryotechnik?
A. Ja. Ein weiterer Einsatzbereich für Kryotechnik ist die kompakte und effiziente Lagerung von Gasen und ihr Transport. Wasserstoffgas beispielsweise wird als Raketentreibstoff und zum Antrieb von Treibstoffzellen in bestimmten Elektrofahrzeugen (FCEVs) verwendet, allerdings ist der Transport großer Mengen Wasserstoff aufwändig und kostspielig. Das Gas muss also mit Druck beaufschlagt werden, um ein komprimiertes Gas zu erhalten. Die Umwandlung von Wasserstoff in Flüssigwasserstoff ist eine weitere Möglichkeit, das Volumen zu reduzieren und das Gas einfacher zu lagern und zu transportieren.
F. Weshalb steigt das Interesse an Materialprüfungen bei kryogenen Temperaturen?
A. Materialien verhalten sich bei sehr niedrigen Temperaturen unterschiedlich und in manchen Fällen können sie durch Exposition mit Wasserstoff weiter verspröden. Mit der Prüfung lässt sich sicherzustellen, dass die Materialien, die bei Lagerung, Transport und Endanwendung mit Kryogenen in Kontakt kommen, zuverlässig verwendet werden können.
F. Welche Arten von Lösungen bietet MTS für die Prüfung in kryogenen Umgebungen?
A. MTS stellt Lösungen für die Auswertung des Materialverhaltens unter kryogenen Bedingungen bei atmosphärischem Druck bereit. Mit unserem Prüfsystem MTS Landmark® lässt sich die Materialreaktion auf Zug, Druck oder die Ermüdung durch Zug und Druck in einer kryogenen Umgebung mit Flüssigstickstoff oder Flüssighelium messen.
Lösungen für Kryogenprüfungen
MTS bietet ein sofort einsatzfähiges Komplettsystem mit entsprechenden Vorrichtungen und einem Kryostat, das mit Flüssighelium oder Flüssigstickstoff arbeitet. Unser Standardangebot ist mit Befestigungsvorrichtungen für runde Prüfkörper mit Gewinde oder mit Linsenkopf zur Durchführung von Zugprüfungen und Zug/Zugermüdungsprüfungen ausgestattet. Weitere Vorrichtungsoptionen sind für Druckprüfungen und Zug/Druck-Ermüdungsprüfungen für runde Prüfkörper mit Gewinde oder flache Prüfkörper verfügbar.
Nehmen Sie noch heute Kontakt mit uns auf und erfahren Sie, wie Sie mit unserem branchenführenden Landmark-Prüfsystem Ihre Anforderungen an Kryogenprüfungen erfüllen.
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MTS Landmark mit 100-kN- oder 250-kN-Lastrahmen Das robuste dynamische Prüfsystem ist mit verlängerten Säulen und einem quer montierten Aktuator konfigurierbar, um größere Vorrichtungen wie ein Kryostat unterzubringen. Die T-Nut-Sockelplatte sorgt für eine sichere Befestigung des Kryostats.
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Extensometermodelle 632 und 634 MTS bietet mehrere Extensometer an, die innerhalb eines Kryostats bei kryogenen Temperaturen betrieben werden können. Eine gute Wahl für gängige kryogene Anwendungen ist das Modell 634.11F-21 mit einer Messlänge von 25 mm und einem Messweg von +20 %/-10 %. |
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MTS TestSuite™-Software Mit der intuitiven grafischen Oberfläche ist die Bedienung der Software ganz einfach. |
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