Studentische Arbeit

Zukunftstechnologien für den Wasserstofftransport: Herausforderung Schweißen von Kunststoffrohren

Bachelorarbeit oder Masterarbeit

Ziel der Arbeit ist es, das Verhalten von plasmabeschichteten und glasfaserverstärkten Thermoplastrohren beim Heizelementschweißen zu untersuchen. Inwieweit wirken sich die unterschiedlichen Verfahren auf die Schweißnahtqualität und den Zustand der Plasmabeschichtung nach dem Schweißprozess aus?

Um die Ziele der Klimaneutralität zu erreichen, ist der Einsatz von Wasserstoff unerlässlich. Sowohl bei der Erzeugung als auch bei der Speicherung von Wasserstoff besteht langfristig ein Kostenreduktionspotenzial in der Anlagenperipherie
durch die Verwendung von Kunststoffrohren. Voraussetzung für den Einsatz von Kunststoffrohren ist eine Modifizierung durch Aufbringen einer Plasmabeschichtung auf der Innenseite zur Sicherstellung der Diffusionsbarriere. Zusätzlich werden die Kunststoffrohre außen mit glasfaserverstärktem Tape gewickelt, um die geforderte Druckfestigkeit zu gewährleisten. Aufgrund unterschiedlicher Abmessungen, Anschlussbereiche oder Krümmungen können solche Rohre nicht in einem Stück gefertigt werden, sondern müssen stückweise gefügt werden. Hierfür eignet sich das Heizelementschweißen, das im Rohrleitungsbau seit Jahrzehnten etabliert ist.


Stuwi-Wasserstofftransport-Herausforderung-Schweißen-Kunststoffrohre
Schematische Darstellung der Wasserstofftransport-Infrastruktur (links) des Aufbaus eines plasmabeschichteten Rohres für den Wasserstoffeinsatz (rechts)

Die Arbeit hat Bezug zu diesem Forschungsprojekt:

Im Rahmen eines öffentlichen Forschungsprojektes werden in der Arbeitsgruppe Fügetechnik Untersuchungen zum Heizelementschweißen durchgeführt. Neben dem Stumpfschweißen wird auch das Muffenschweißen als zweites Verfahren eingesetzt, um die Ergebnisse der stoffschlüssigen Verbunde gegenüberzustellen. Hierbei wird neben der Verbundfestigkeit der Schweißnaht auch der thermische und mechanische Einfluss auf die Plasmabeschichtung untersucht.

Zielsetzung:

Ziel ist es, das Verhalten von plasmabeschichteten und glasfaserverstärkten Thermoplastrohren beim Heizelementschweißen zu untersuchen. Inwieweit wirken sich die unterschiedlichen Verfahren auf die Schweißnahtqualität und den Zustand der Plasmabeschichtung nach dem Schweißprozess aus.

Deine Aufgabenstellung könnten folgende sein:

Thematische Einarbeitung in das Thema Heizelementschweißen von Rohrleitungen Thematische Einarbeitung in das Thema Heizelementschweißen von Rohrleitungen
Durchführung von Schweißversuchen Aufbringung von Plasmaschichten
Optische und mechanische Untersuchung der Schweißnaht Durchführung von Schweißversuchen
Analyse der Plasmabeschichtung vor und nach dem Schweißen in Bezug auf Diffusionsbarriere Optische und mechanische Untersuchung der Schweißnaht
Dokumentation der Ergebnisse Analyse der Plasmabeschichtung vor und nach dem Schweißen in Bezug auf Diffusionsbarriere
Dokumentation der Ergebnisse

Dein Profil

Bevorzugte Studiengänge

An der RWTH Aachen

  • Maschinenbau / Wirtschaftsingenieurwesen, Fachrichtung Maschinenbau
  • Allgemeiner Maschinenbau
  • Materialwissenschaften
  • Wirtschaftsingenieurwesen, Fachrichtung Werkstoff- und Prozesstechnik
  • Umweltingenieurwissenschaften

An der FH Aachen

  • Angewandte Polymerwissenschaften (M.Sc.)

Das zeichnet dich aus

  • Technisches oder naturwissenschaftliches Studium
  • Selbstständiges, strukturiertes und eigenverantwortliches Arbeiten
  • Interesse an der Mitarbeit an industrienahen Forschungsprojekten
  • Spaß am praktischen Arbeiten