Hidrogenoa garraiatzeko lehendik dauden karbono-altzairuzko azpiegiturak berrerabiltzea planteatzen denean (urteetan zehar zerbitzuan egon diren eta nahitaez korrosio-zeinu batzuk dituzten hodiak), galdera kritiko bat sortzen da: oxido-geruza horrek nola eragiten du materialaren portaeran hidrogenoaren aurrean? Erantzun intuitiboa korrosioak gauzak okertu egiten dituela litzateke. ONTZHI-II proiektuan TECNALIAk lortutako emaitzek kontrako norabidea adierazten dute.
Materiala eta entsegu-baldintzak
Aztertutako materiala X52N altzairu normalizatua da (API 5L), Tubos Reunidos Group-ek hornitu duena 600 mm kanpo-diametroko eta 25 mm lodierako soldaturarik gabeko hodiaren moduan. Gas naturalaren banaketa- eta garraio-sareen altzairu adierazgarria da, ferrita-perlita mikroegitura eta ongi karakterizatutako propietate mekanikoak dituena (fluentzia-tentsioa: 384 MPa, trakzio-erresistentzia: 532 MPa).
Entsegu-probetak lau gainazal-zahartzapen baldintzapean jarri ziren, 160 bar-eko hidrogeno hutsean deformazio-abiadura moteleko trakzio bidez (SSRT) entsaiatu aurretik:
- SE: Zahartzapenik gabe: probeta garbiak eta leundutakoak, erreferentzia gisa.
- E1: 24 orduko laino gazia (UNE-EN ISO 9227:2023 araberako).
- E2: 72 orduko laino gazia.
- E3: 336 ordu (14 egun) ganbera ambiental batean, % 100 hezetasun erlatiboan eta 40 °C-tan.
Emaitzak: korrosio gehiago, hauskortzapen gutxiago
160 bar-eko hidrogenoan egindako SSRT entseguek eredu argi eta harrigarri bat agerian uzten dute: gainazal-zahartzapen guztiek materialaren hazkortasuna hobetzen dute hidrogenoaren aurrean, korrosiorik gabeko altzairuarekin alderatuta. Emaitzarik nabarmena E2 zahartzapenari dagokio (72 orduko laino gazia), Rεpl hauskortzapen-indize 0,97koa duena, airean duen portaeraren ia baliokidea, zahartzapenik gabeko materialaren 0,72aren aldean.
Haustura-gainazalak baieztatzen du
Haustura-gainazalen mikroskopio elektroniko bidezko analisia (SEM) azalpen mekanikoa eskaintzen du. Hidrogenoan entsaiatu den zahartzapenik gabeko probetak haustura-gainazalaren zatirik handiena hartzen duen arraildura erdi-eliptiko hauskorra erakusten du, hidrogenoaren bidezko hauskortzapenaren (HE) aztarna ezin argiagoa. Aldiz, zahartzatutako probetak zirkunferentziaren inguruan banatutako tamaina txikiagoko hainbat arraildura erdi-eliptiko hauskorra erakusten dituzte. Portaera hau oxido-geruzaren efektu-hesi batekin erlazionatu liteke, hidrogenoaren sarketa birbanatu eta mugatuko lukeena.
2. Irudia. SEM haustura-gainazalak 160 bar-eko hidrogenoan: SE (1º.), E3 (2º.). Haustura duktilez (DT) eta hidrogenoaren hauskortzapenaren ebidentzia duten guneak (HE) identifikatzen dira
Azpiegituren berrerabilpenari begirako ondorioak
Emaitza hauek ondorio industrial garrantzitsu bat izan dezakete: X52N altzairuzko hodian korrosioak sortutako oxido-geruzek ez dute itxuraz beren portaera okertu hidrogenoaren aurrean eta barrera-efektu partzial bat eragin dezakete bere sartzearen aurka. Mekanismo honek ikerketa sakonagoa behar badu ere, emaitza hauek gas naturalaren garraiorako lehendik dauden azpiegiturak hidrogenoaren garraiorako balizko bihurketan ebaluatzeko perspektiba berri bat eskaintzen dute.
Deskargatu hemen txosten osoa, emaitza eta analisi guztiekin:
