Dr. Dominik Kürten, Maximilian Baur, Dr. Andreas Kailer

Im Zuge der aufkommenden Wasserstoffwirtschaft werden dringend Konzepte benötigt, um tribologische Untersuchungen in Wasserstoffumgebungen durchzuführen. Die Herausforderungen bei der Entwicklung geeigneter Prüfaufbauten sind entsprechend groß, um definierte Gaszusammensetzungen zu erhalten und die Arbeitssicherheit zu gewährleisten. Am MikroTribologie Centrum µTC wurde ein Aufbau zur Prüfung von Wälz- und Gleitlagern in Wasserstoffatmosphäre entwickelt. Dieser besteht aus einer Hochdruckkammer, die mit Wasserstoff bei Drücken von bis zu 300 bar befüllt werden kann. Die Prüfungen können trocken oder geschmiert mit Ölen oder Fetten durchgeführt werden. Eine zusätzliche Temperierung der Prüfkammer ermöglicht Prüftemperaturen bis 200 °C. Im Fall der Wälzlagerprüfung werden zwei Axiallager gegeneinander verspannt eingebaut. Der Prüfaufbau kann dann Kontaktpressungen von bis zu 3 GPa realisieren. Ziel der Versuche ist es, Schmierstoffe, Werkstoffe und Beschichtungen unter anwendungsnahen Bedingungen in Wasserstoffatmosphären hinsichtlich ihrer tribologischen Eigenschaften zu untersuchen. Aufgrund der stark reduzierten Oxidbildung und der Interaktion der tribologischen Oberflächen und des Schmierstoffs mit der Atmosphäre ist grundsätzlich ein anderes tribologisches Verhalten als an Luft zu erwarten. Zusätzlich besteht das Risiko von Versprödungsreaktionen der Werkstoffe infolge der Wasserstoffatmosphäre. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist das Auftreten von WEC-Schädigungen bei Wälzlagern aus gewöhnlichen Wälzlagerwerkstoffen wie 100Cr6. Für Wälzlager werden deshalb Lösungsansätze gesucht, um die Lebensdauer der Lager unter Wasserstoffeinfluss zu verbessern.  

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