Las posibilidades de la energía del hidrógeno se exploran en la Universidad Politécnica de San Petersburgo

Científicos del Complejo Científico y Tecnológico «Nuevas Tecnologías y Materiales» del Centro de Competencia NTI «Nuevas Tecnologías de Producción» de la Universidad Politécnica de San Petersburgo Pedro el Grande (SPbPU) están realizando un estudio del efecto del hidrógeno en la estructura y propiedades de tubos de acero. Los resultados permitirán fundamentar la posibilidad de utilizar el sistema de transporte de gas existente para la exportación de hidrógeno energético por transporte por tubería y evaluar la seguridad de la infraestructura de hidrógeno.

En Rusia, en los próximos años, está previsto implementar una transición gradual hacia la energía de hidrógeno con bajas emisiones de carbono (ya en 2020, el  Ministerio de Energía de la  Federación Rusa preparó y presentó al Gobierno de la Federación Rusa un borrador de plan para la desarrollo de la energía de hidrógeno rusa para el período hasta 2020-2024). La sustitución de los hidrocarburos tradicionales por hidrógeno está asociada a una serie de dificultades asociadas a los materiales utilizados, en particular, los aceros que no están diseñados para trabajar con hidrógeno a presión, pero que están previstos para su uso en el aumento de la producción, almacenamiento y transporte de gas puro. mezclas de hidrógeno y metano-hidrógeno. El estudio de los científicos de San Petersburgo permitirá evaluar la permeabilidad al hidrógeno de los aceros y el efecto de una mezcla de gas que contiene hidrógeno en las propiedades del metal de las tuberías y equipos del sistema de transmisión de gas.

La pequeña masa y tamaño de los átomos de hidrógeno, así como la alta movilidad de difusión, crean condiciones favorables para su penetración en el acero. Cuando el acero interactúa con el hidrógeno, es posible la degradación de la estructura y una disminución en la ductilidad del acero.

Para recrear las condiciones operativas para el transporte de una mezcla de gas que contiene hidrógeno a través de tuberías, SPbPU desarrolló y fabricó un autoclave estacionario para la hidrogenación preliminar, así como un autoclave con un sistema de carga incorporado utilizando una máquina de prueba universal, una característica distintiva de la cual es la capacidad de realizar pruebas de tracción, incluida la velocidad de deformación constante lenta en un medio de hidrógeno presurizado. Además, el Complejo Científico y Tecnológico «Nuevas Tecnologías y Materiales» está trabajando para aumentar la base de pruebas para proporcionar pruebas de la resistencia de los aceros de tubería a la operación en un ambiente de hidrógeno bajo presión. 

Hasta la fecha, solo la Universidad Politécnica de San Petersburgo en Rusia tiene un conjunto de equipos de este tipo que proporciona pruebas de materiales, tanto en condiciones normales como en un entorno de hidrógeno bajo presión.

“Uno de los principales problemas al utilizar tuberías para el transporte de hidrógeno es su efecto fragilizante sobre el material de la tubería, cuyo grado no está del todo claro por el momento, así como los métodos de investigación nacionales, los criterios de evaluación y los requisitos para los materiales en contacto con gas puro gas no están regulados hidrógeno presurizado. El resultado de nuestro trabajo, entre otras cosas, será una evaluación de la resistencia de los aceros para tuberías existentes a la fragilización por hidrógeno a una determinada presión o concentración de hidrógeno en una mezcla de metano e hidrógeno. Además, el desarrollo de soporte metodológico a la investigación permitirá formular requisitos y criterios para evaluar el efecto del hidrógeno gaseoso en la estructura y propiedades de los aceros para tuberías”, dice el director ejecutivo del NTC “Nuevas Tecnologías y Materiales” de el Centro NTI de la SPbPU 

Nikita Shaposhnikov.

Los planes futuros de los científicos incluyen el desarrollo de soporte metodológico para estudiar la resistencia del acero de tuberías en medios que contienen hidrógeno bajo presión, que actualmente no se usa mucho en Rusia, pero es extremadamente importante para garantizar la confiabilidad de la infraestructura de hidrógeno; la formación de una base de datos de resultados que permitirá navegar la elección de aceros para tuberías de hidrógeno y crear la base para el desarrollo metalúrgico de acero resistente a la fragilización por hidrógeno.

Poisknews

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