Autor: Simon Slater
Weiterentwicklung der Konsensrichtlinien im Bereich Engineering für Pipelines für Wasserstoff und Wasserstoffgemische
Die Erdgasindustrie passt sich schnell an die sich entwickelnde Energielandschaft an, angetrieben von politischen Entscheidungsträgern, die sich für einen wesentlichen Beitrag alternativer Kraftstoffe wie Wasserstoff einsetzen. In den letzten fünf Jahren hat der Fokus der Industrie und die Forschung zu Wasserstoff-Pipelines erheblich zugenommen. Im Jahr 2023 erhielt ROSEN vom Emerging Fuels Institute (EFI) den Auftrag, Consensus Engineering Requirements (CERs) für Wasserstoff- und Wasserstoffmisch-Pipelines zu erstellen. Ziel war es, einen Leitfaden für bewährte Verfahren der Branche zu erstellen, der als neues Kapitel für Wasserstoff in die ASME B31.8 aufgenommen werden könnte, zusätzlich zu den bestehenden Kapiteln für Sauergas und Kohlendioxid. Simon Slater, leitender Ingenieur bei ROSEN, erläutert den Ansatz, der bei der Entwicklung geeigneter Leitlinien in Zusammenarbeit mit verschiedenen Interessengruppen verfolgt wurde, und hebt die gewonnenen Erkenntnisse und wertvollen Wachstumschancen für die Branche und den Einzelnen hervor.
Einen Plan erstellen und ein Team zusammenstellen
Der Auftrag war klar: Erstellung des Inhalts für Wasserstoff in ASME B31.8. Der Weg zur Erreichung dieses Ziels war jedoch weniger klar. Wasserstoff-Pipelines werden derzeit in ASME B31.12 behandelt. Dieser Kodex wurde von einem ASME-Ausschuss erstellt, der sich aus Mitgliedern aus dem Bereich Industriegase und Rohrleitungen zusammensetzt, und 2011 veröffentlicht. In ASME B31.12 gibt es einen Abschnitt für Pipelines, der jedoch nicht ausreichend auf die Notwendigkeit der Hochdruckübertragung und -verteilung von Wasserstoff oder Wasserstoffgemischen eingeht. Seit seiner Einführung wurde viel Arbeit geleistet, die in die ASME-Code-Struktur integriert werden musste.
Die Integration der erforderlichen Inhalte in ASME B31.12 mit allen verfügbaren Leitlinien aus weltweit abgeschlossenen Arbeiten war mit vielen Herausforderungen verbunden, sowohl in Bezug auf den Umfang der technischen Informationen als auch auf die Einbeziehung der Interessengruppen. Es wurde ein klarer Plan entwickelt, um die vorhandene Literatur systematisch zu überprüfen und Inhalte durch Arbeitsgruppen relevanter Experten zu erstellen, die sich jeweils auf bestimmte Themen wie Konstruktion, Schweißnähte und Materialien konzentrieren.
Konsens ist der Schlüssel
Die EFI besteht aus einundzwanzig Betreibern, die alle ein begründetes Interesse am Bereich der aufstrebenden Kraftstoffe haben und wirksame Vorschriften und Standards benötigen, um die Entwicklung der Schlüsselinfrastruktur zu erleichtern. Das EFI ist ein Forschungsinstitut und das Team verfügt über eine Fülle von Fachwissen und eine breite Palette von Meinungen darüber, wie gut aussieht. Neben den EFI-Mitgliedern standen auch Experten außerhalb des EFI zur Verfügung, um mit Beiträgen von drei Schlüsselpersonen mit führendem Fachwissen in den Bereichen Wasserstofftests, Pipeline-Design und Integritätsmanagement zu unterstützen. Es versteht sich von selbst, dass zwei Köpfe (oder in diesem Fall mehr als 21) besser sind als einer. ROSEN wurde zwar mit der Leitung der Bemühungen beauftragt, aber wir haben uns proaktiv bemüht, das Fachwissen, die Erfahrung und die Energie der Teammitglieder zu nutzen. Wir erwarteten nicht, dass andere die Last tragen würden, aber wir erkannten den Wert der Zusammenarbeit mit denen, die bereit waren zu helfen. Die Zusammenarbeit bei einem so wichtigen Thema – der Erstellung von Richtlinien für Wasserstoff-Pipelines – war für den Erfolg von entscheidender Bedeutung.
Frage immer nach dem Warum ... und höre dir die Antworten an
Während des gesamten Prozesses stellten wir uns häufig die Frage „Warum?“. Einige Aspekte bestehender Kodizes schienen keinen Sinn zu ergeben, sodass wir uns veranlasst sahen, die richtigen Experten um Rat zu fragen. Manchmal stellten wir bestehende Leitlinien in Frage, nur um zu hören: „So haben wir das schon immer gemacht, und es funktioniert.“ Das kann frustrierend sein, aber die Antwort hilft uns auch, nachzudenken. Vielleicht funktioniert die derzeitige Vorgehensweise, weil wir eine wichtige Überlegung übersehen haben, den Hintergrund und die Argumentation nicht verstanden haben oder nicht vollständig verstanden haben, wie der Inhalt auf andere Anwendungen außerhalb von Übertragungs- und Verteilungs-Pipelines anwendbar ist.
Dies war eine Gelegenheit zum Wachstum – Empathie zu üben und die Perspektiven anderer zu berücksichtigen. Der Input der ursprünglichen Mitglieder des ASME B31.12-Komitees war entscheidend für die Gestaltung einer angemessenen Codesprache. Diese Fähigkeit, die Bedürfnisse anderer zu berücksichtigen, geht mit der Fähigkeit des aktiven Zuhörens einher. Ich habe kürzlich das Buch „The Power of Patience“ von M.J. Ryan gelesen, das großartige Ratschläge dazu enthält, wie aktives Zuhören uns dabei hilft, bessere Mitarbeiter im Leben zu werden. Bei so vielen Stimmen, die gehört werden müssen, und so vielen Themen, die in einem straffen Zeitplan zu bewältigen sind, wäre es verlockend gewesen, einen Konsens zu erzwingen, aber manchmal mussten wir es laufen lassen und uns die verschiedenen Standpunkte sorgfältig anhören, um sicherzustellen, dass wir einen Konsens erreichen.
Aktives Zuhören ist eine Fähigkeit, die wir alle brauchen; es reicht nicht aus, dazusitzen und halbherzig zuzuhören, während man darauf wartet, den eigenen Standpunkt darzulegen. Wir müssen anderen die Bühne überlassen, um zusammenzuarbeiten. Dies ist nicht nur eine grundlegende Höflichkeit, sondern auch von entscheidender Bedeutung, wenn wir als Team arbeiten, sei es bei der Arbeit oder in unserem Privatleben.
Es kann ein langer Weg sein, und der Himmel wird wahrscheinlich nicht einstürzen
Einige Probleme ließen sich relativ einfach lösen. Die Interessengruppen waren sich einig, dass Schweißnähte an Hochdruck-Pipelines an Standorten der Klassen 3 und 4 einer 100-prozentigen Volumenprüfung unterzogen werden müssen und dass die Prüfungen dem neuesten Stand der Technik entsprechen sollten, einschließlich Bruchtests nach ASTM E1820 unter repräsentativen Bedingungen und mit der korrekten Belastungsrate. Andere Themen, wie die Bestimmung des maximal zulässigen Härtegrads und die Notwendigkeit von Prüfungen gemäß ASTM E1681, waren umstrittener und erforderten viele Monate der Diskussion und Überarbeitung.
Die vielleicht bedeutendste Änderung betraf den Übergang von den Qualifikationsoptionen A und B in ASME B31.12 zu einem Ansatz für die Auslegung mit niedriger und hoher Beanspruchung. Letzterer verwendet eine Engineering Critical Assessment (ECA), um eine sichere und praktische Konstruktion zu gewährleisten, die die Verwendung von Nennweiten mit höherer Festigkeit ermöglicht, die bereits in Pipelines für Erdgas und saure Anwendungen eingesetzt werden.
Sokrates sagte einmal: „Der weiseste Mensch ist der, der weiß, dass er nicht alles weiß.“ In Anbetracht der Verwendung von ASME B31.8 in ganz Nordamerika und auf der ganzen Welt und in Anerkennung der anderswo geleisteten und fortschreitenden Bemühungen haben wir den Entwurf des Dokuments an andere Interessengruppen außerhalb des unmittelbaren EFI-Teams geschickt. Dazu gehörten Mitglieder des Future Fuels Cooperative Research Centre in Australien, der European Pipeline Research Group, der API 1104- und API 5L-Arbeitsgruppen für Wasserstoff, der internationalen ASME B31.12-Arbeitsgruppe und viele mehr. Nach sechs Monaten Arbeit waren wir stolz auf den Entwurf – nur um über dreihundert Kommentare zu erhalten. Zunächst war ich entmutigt, doch bald wurde mir klar, dass dies kein Misserfolg war und der Himmel nicht einstürzte; es war eine Gelegenheit, das Dokument zu verfeinern und zu verbessern. Das Feedback – herausfordernde technische Inhalte und Vorschläge für strukturelle oder sprachliche Änderungen – ermöglichte es uns, die Klarheit, den Fluss und die Benutzerfreundlichkeit der Leitlinien zu verbessern, was für Branchenstandards von entscheidender Bedeutung ist.
Geduld: Nicht meine Superkraft, aber eine wertvolle Fähigkeit
Das Projekt bot zahlreiche Gelegenheiten, sich in Geduld zu üben. Als Projektleiter fühlte ich mich oft wie der „oberste Katzenhirte“, der versucht, Experten mit unterschiedlichen Ansichten über den besten Ansatz zusammenzubringen. Es ist erstaunlich, wie viele Diskussionen über akzeptable Härtegrade geführt werden können und wie oft wir unsere Meinung über den Wert geändert haben – wir haben uns für 275 HV10 entschieden. Das Projekt hat meine Geduld auf die Probe gestellt (und sicherlich auch die anderer), aber glücklicherweise war die Zusammenarbeit so spannend und der technische Inhalt so interessant, dass es kein Problem war, die Energie hoch zu halten. Wir haben den Auftrag pünktlich erfüllt, auch wenn ich etwas geduldiger sein musste als sonst.
Zusammenarbeit überbrückt Gräben
Es war klar, dass keine Einzelperson alle Antworten hat, selbst innerhalb eines Expertenteams. Selbst mit einer großen Gruppe von außergewöhnlichen Köpfen ist es möglicherweise nicht möglich, eine perfekte Lösung zu finden. Zusammenarbeit spielt eine Schlüsselrolle bei der Weiterentwicklung der Branche und der Förderung des Lernens. Wir können immer noch von anderen lernen, selbst wenn wir Experten auf bestimmten Gebieten sind. Jeder kann etwas beitragen. Unsere europäischen Kollegen teilten ihre fortgeschrittenen Erfahrungen beim Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur, die wir in den USA nicht hatten. Durch eine weitreichende Zusammenarbeit konnten wir einen Konsens über Leitlinien zu kritischen Fragen wie Materialtests für neue und umfunktionierte Pipelines und die Qualifizierung von Schweißnähten erzielen. Während ich dies schreibe, sind wir immer noch dabei, Herausforderungen mit Wachstumskurven für Risse durch Materialermüdung und der Einbeziehung von Restspannungen in die Ermüdungsanalyse zu lösen. Aber mit Geduld und kontinuierlicher Zusammenarbeit werden wir es schaffen.
Diese Kooperationen sind für den Aufbau von Netzwerken zwischen Betreibern, Dienstleistern, Forschungseinrichtungen und Regulierungsbehörden von entscheidender Bedeutung. Sie eröffnen der Branche unendliche Möglichkeiten für die zukünftige Zusammenarbeit. Durch unsere kontinuierliche Zusammenarbeit bauen wir ein Netz von Kontakten auf, das uns dabei helfen kann, Probleme effektiver zu lösen. Wenn ich in Zukunft vor einer Herausforderung stehe, kann ich mich über diese Netzwerke möglicherweise an Dutzende oder sogar Hunderte von Experten wenden.
Wenn Sie mehr erfahren und sich die Consensus Engineering Requirements ansehen möchten, finden Sie diese auf der PRCI-Website unter PRCI.
ROSEN möchte sich bei allen Mitarbeitern bedanken, die unermüdlich am PRCI-Projekt und der ASME-Einreichung gearbeitet haben. Ohne die gebündelte Energie aller Beteiligten wären wir nie so weit gekommen.