Петербургские ученые выяснят, какие трубопроводы пригодны для транспортировки водорода
Ученые Научно-технологического комплекса «Новые технологии и материалы» Санкт-Петербургского политехнического университета проводят исследование воздействия водорода на структуру и свойства трубных сталей. Цель проекта, как сообщает минобрнауки — доказать, что существующая газотранспортная система пригодна для транспортировки водорода, а также оценить безопасность водородной инфраструктуры. Как и в случае с природным газом, самым дешмвым способом транспортировки водорода являются трубопроводы. До недавнего времени водород прокачивался только по трубам малого диаметра, под низким давлением и на небольшие расстояния. Однако по мере развития водородной энергетики и наращивания объемов производства чистого газообразного водорода и метано-водородных смесей встает вопрос об использовании магистральных трубопроводов с трубами большего диаметра и рабочего давления. Соответственно, возникает и необходимость в оценке пригодности существующей трубопроводной инфраструктуры для таких задач.
По словам Никиты Шапошникова, исполнительного директора НТК «Новые технологии и материалы», одной из основных проблем при использовании трубопроводов для транспортировки водорода является его охрупчивающее воздействие на материал трубы. Малая масса и размеры атомов водорода, а также высокая диффузионная подвижность помогают им проникать в сталь. В результате пластичность стали может понизиться, а структуры металла— деградировать. Степень этого воздействия пока не вполне ясна, так же, как и не регламентированы отечественные методики исследования, критерии оценки и требования к материалам, контактирующим с чистым газообразным водородом под давлением. Поэтому в качестве одной из основных задач петербургские ученые ставят перед собой оценку устойчивости существующих трубных сталей к водородному охрупчиванию при определенном давлении или концентрации водорода в метано-водородной смеси. Кроме того, на основе методологической базы исследования предполагается сформулировать требования и критерии оценки влияния газообразного водорода на структуру и свойства трубных сталей.
Для оценки водородопроницаемости ученые изготовили электрохимическую ячейку Деванатана-Стачурски, а также стационарный автоклав для предварительного наводороживания и автоклав со встроенной системой нагружения, которые воссоздают условия транспортировки водородсодержащей газовой смеси по трубам. Этот комплекс оборудования, которым в России сейчас располагает только СПбПУ, позволяет проводить исследования стойкости материалов к водородному охрупчиванию, и в том числе испытания на растяжение с медленной постоянной скоростью деформации в среде водорода под давлением.
