Precyzyjny czujnik stężenia wodoru w stalowych rurach

Precyzyjny czujnik stężenia wodoru w stalowych rurach

Naukowcy z National Institute of Standards and Technology (NIST) oraz Colorado School of Mines (CSM) opracowali prototypowy system, który szybko wykrywa najmniejsze nawet ilości wodoru znajdujące się w stalowych rurociągach.

System ten mógłby wcześnie ostrzegać przed dużym nagromadzeniem wodoru, przyczyną powstawania zjawiska kruchości wodorowej, co umożliwiłoby uniknięcie niebezpiecznych awarii rurociągów transportujących paliwa wodorowe.

Wodór jest atrakcyjnym paliwem, gdyż spala się czysto, nie emitując przy tym związków węgla, a do tego może być łatwo pozyskiwany z rodzimych źródeł. Jednakże powoduje on w konwencjonalnych, stalowych rurociągach stopniowe powstawanie zjawiska kruchości wodorowej, gdyż powoli dyfunduje on do metalu.

Wykorzystując fakt, że impedancja rury rośnie wraz ze wzrostem zawartości wodoru, system przesyła przez rurę prąd i mierzy wszelkie zmiany jej impedancji. Tak zgromadzone dane są następnie wykorzystywane do określenia wskaźnika zawartości wodoru w stali oraz całkowitej integralności stalowej rury.

Wyjątkowa jest dokładność pomiaru, gdyż system jest w stanie określić zawartość w stalowej rurze wodoru na poziomie poniżej jednej części na milion (ppm). Jest to bardzo istotna cecha, gdyż bardzo wytrzymałe stalowe rury są w stanie tolerować ledwie kilka ppm wodoru. Po przekroczeniu tej granicy pojawiają się poważne problemy.

Dla porównania, konwencjonalne techniki analityczne nie są nawet w stanie zbliżyć się do precyzji na poziomie jednej ppm.

Badania nad systemem są po części wspierane przez US Minerals Management Service oraz US Department of Transportation.

(lk)