管道腐蝕會導致災難性的故障事件,如爆炸危險和天然氣管道排放的甲烷等對環境有害的物質。一項創新可能提供防止腐蝕威脅的保護。
8月15日美國能源部的國家實驗室NETL(National Energy Technology Laboratory,NETL)的研究人員報告了一項發明,可以幫助防止天然氣、氫氣和二氧化碳(CO?)管道的腐蝕。管道腐蝕可能導致災難性的故障事件,如爆炸和排放對環境有害的物質,如甲烷。
該創新是一種用于管道內部腐蝕保護的新型自修復冷噴涂涂層。
NETL的?mer Do?an與NETL的研究人員Joseph Tylczak、Margaret Ziomek-Moroz和Zineb Belarbi共同進行了這項創新,根據他們的說法,內部管道腐蝕是一個常見的問題。
Do?an解釋說:“管道的內部腐蝕主要是由于天然氣中含有水、二氧化碳和硫化氫的存在。”“內部腐蝕最終會導致管道泄漏、裂縫和破裂,從而導致爆炸危險和甲烷排放。”
對抗管道腐蝕的傳統方法包括使用抑制劑或有機涂層,如融合環氧樹脂和聚氨酯。在天然氣或二氧化碳管道中注入抑制劑具有挑戰性,因為沿管道輸送抑制劑很困難。使用有機涂層進行管道內部保護的主要缺點是耐磨性差,可能形成腐蝕焦點。
Do?an表示,另一種方法是使用犧牲涂層來保護管道和設備免受內部腐蝕。犧牲涂層或陽極比它所保護的金屬表面經受更多的氧化,有效地阻止了金屬的氧化。然而,現有的犧牲涂層在天然氣管道中溶解速度過快。
Do?an說:“這項發明由一種新的富含鋅的材料組成,與現有的鋅犧牲涂層相比,它可以產生有效的保護層,抵抗溶解。”“這種新材料可以應用于冷噴涂過程中的鋼結構,以保護它們免受腐蝕的影響。”
冷噴涂是一種高能固態涂層和粉末固化工藝,適用于金屬、金屬合金和金屬混合物的多種應用。冷噴霧使用電加熱的高壓載氣,如氮氣或氦氣,加速金屬粉末通過超音速噴嘴以實現顆粒粘附。通過使用連接在管道清管器上的機器人冷噴涂裝置,可以將涂層應用于管道內部。
與現有方法相比,新的富鋅涂層方法的一些特點和優勢包括:
無論使用環境的溫度/壓力變化,都能保持穩定。
在冷噴涂過程中不形成缺陷,延長使用壽命。
當損壞時,通過形成保護性腐蝕產物自愈。
不需要定期應用(壽命長)。
作為結構材料用于修復使用/損壞的管道。
NETL是美國能源部的國家實驗室,致力于推動創新,為環境可持續發展和繁榮的能源未來提供技術解決方案。NETL利用其世界一流的人才和研究設施,確保負擔得起、豐富和可靠的能源,推動強勁的經濟和國家安全,同時開發技術,在整個生命周期內管理碳,為所有美國人實現環境的可持續性。
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