Erweiterung der Tiefsee-Forschungsinfrastruktur: Das Hydraulik-Hochdruck-Prüfsystem (HHPS)
Mit dem Förderprojekt Hydraulik-Hochdruck-Prüfsystem (HHPS) baut das Zentrum für Zuverlässige Mechatronische Systeme (ZMS) der Hochschule Aalen seine Forschungsinfrastruktur im Bereich Energie- und Tiefseetechnologie gezielt aus. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Implementierung eines modularen Hochdruckprüfstands, der die realitätsnahe Untersuchung von Pumpen- und Ventilsystemen unter extremen Bedingungen ermöglicht. Das Projekt ist auf eine Laufzeit von 11 Monaten angelegt. Gefördert wird das Forschungsvorhaben vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE), Projektträger ist das PTJ (Projektträger Jülich).
Im Zentrum des Projekts steht ein neuartiges Prüfsystem, das Tests mit unterschiedlichen Fluiden wie Wasser, CO₂ und Hydraulikflüssigkeiten unter teils mehrphasigen Bedingungen und bei Drücken von bis zu 1500 bar erlaubt. Damit können sowohl aktive als auch passive Tiefseekomponenten umfassend untersucht werden. HHPS ermöglicht unter anderem Performance-, Dichtheits- und Lebensdauertests – und das unter Bedingungen, wie sie in realen Subsea-Anwendungen auftreten.
Durch seine modulare Architektur und intelligente Verschaltung verschiedener Prozesssegmente bietet das System eine hohe Flexibilität. Es erlaubt die Verifizierung und Validierung komplexer elektrohydraulischer und elektromechanischer Systeme, darunter Tiefseehochdruckpumpen, Dosierpumpen sowie sicherheitskritische Ventile der Offshore-Industrie. Ein besonderer Vorteil des HHPS liegt in seiner vollständigen Kompatibilität mit der bestehenden Forschungsinfrastruktur des ZMS. Insbesondere die Anbindung an den im Projekt CHARISMA entwickelten Tiefsee-Umweltsimulator schafft neue Möglichkeiten für kombinierte Systemtests unter realitätsnahen Umwelt- und Druckbedingungen. Damit entsteht ein leistungsfähiges Gesamtsystem, das eine bislang nicht verfügbare Tiefe der Analyse mechatronischer Komponenten erlaubt.
Das Projekt adressiert zentrale wissenschaftliche Fragestellungen im Bereich der mechatronischen Hochdrucksysteme. Dazu gehören insbesondere:
• das Verhalten von Fluiden in mehrphasigen Zuständen unter Hochdruckbedingungen,
• die Auswirkungen von Phasenwechseln und Verunreinigungen auf Materialien und Dichtsysteme,
• sowie die zuverlässige Regelung und Steuerung komplexer Fluidprozesse.
Die gewonnenen Erkenntnisse tragen wesentlich zur Verbesserung der Langzeitstabilität und Betriebssicherheit von Komponenten in Subsea-Produktionssystemen bei. Darüber hinaus bietet das Prüfsystem eine wertvolle Plattform für Lehre und Nachwuchsförderung, indem es praxisnahe Experimente und Forschungsprojekte für Studierende ermöglicht. Technologisch fungiert HHPS als Entwicklungs- und Qualifizierungsplattform für innovative maritime Systeme. Die Möglichkeit, unterschiedliche Fluide und Testbedingungen flexibel abzubilden, reduziert den Aufwand für die Entwicklung spezifischer Prüfaufbauten erheblich. Mit dem HHPS stärkt das ZMS seine Position als leistungsfähiges Forschungszentrum im Bereich zuverlässiger mechatronischer Systeme. Die neue Infrastruktur ergänzt bestehende Labor-Anlagen wie Motorprüfstände, Ventilsimulatoren und den Tiefsee-Umweltsimulator und schafft eine belastbare Grundlage für zukünftige Drittmittelprojekte, Promotionsvorhaben und internationale Kooperationen.
