Vetytalous : metallisten vetysäiliöiden suunnittelu

Abstract

Tässä kandidaatin työssä kartoitetaan, mitä metalleja vetysäilöissä käytetään, ja kootaan yhteen mitoitusohjeita metallisten vetysäiliöiden suunnitteluun. Vedyn varastointi on vielä yksi vetytalouden käyttöönottoon liittyvistä haasteista. Työ toteutetaan kirjallisuuskatsauksena. Työn alussa käsitellään vetytaloutta, vedyn varastointia ja sen haasteita, vetyturvallisuutta sekä kerrotaan vetysäiliöissä käytetyistä metalleista yleisesti.

Työn lopussa käydään läpi metallisten vetysäiliöiden suunnitteluun löytyviä standardeja ja kootaan yhteen mitoitusohjeita säiliön seinämänpaksuudelle, ohjeita säiliöiden päätyjen suunnitteluun ja mitoitukseen sekä ohjeita säiliöiden suoruuden ja stabiiliuden varmistamiseen. Viimeiseksi käsitellään vetysäiliöiden väsymisen mitoituksessa käytettyjä särön kasvunopeuksi ja kootaan eri tutkimusten pohjalta eri metallien särön kasvunopeuksia yhteen kuvaajaan.

This bachelor’s thesis investigates which metals are used in hydrogen storage vessels and aggregates dimensioning instructions for the design of metallic hydrogen storage vessels. Hydrogen storage is still a challenge related to implementation of the hydrogen economy. The work is carried out as a literature review. At the beginning of the work, the hydrogen economy, hydrogen storage and its challenges, hydrogen safety are discussed, and the metals used in hydrogen storage vessels are presented in general.

At the end of the work, the standards found for the design of metallic hydrogen storage vessels will be reviewed and dimensioning instructions for the wall thickness of the vessel, instructions for designing and dimensioning the ends of the vessels, and instructions for ensuring the straightness and stability of the vessels will be put together. Finally, the fatigue crack growth rates used in the fatigue dimensioning of hydrogen vessels are discussed, and based on different studies, the fatigue crack growth rates of different metals are compiled into one graph.