Una metodología de prueba para la cuantificación de las propiedades tribológicas de los polímeros utilizados en servicio de infraestructura de hidrógeno se demuestra y se discuten los resultados características de un elastómero común.
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Artículo de método
In Situ Tribológicas de polímeros comunes utilizados en la infraestructura de suministro de hidrógeno de hidrógeno de alta presión
En este artículo
Resumen
Resumen
Gas de hidrógeno de alta presión se sabe para afectar componentes de compresores, válvulas, mangueras y actuadores. Sin embargo, relativamente poco se sabe sobre los efectos del hidrógeno de alta presión en los materiales de aislamiento y barrera de polímero que también se encuentran dentro de estos componentes. Se requieren más estudios para determinar la compatibilidad de los polímeros comunes encontrados en los componentes de la infraestructura de suministro de combustible de hidrógeno con hidrógeno de alta presión. Como resultado, es importante considerar los cambios en las propiedades físicas tales como fricción y desgaste en situ , mientras que el polímero está expuesto a hidrógeno de alta presión. En este protocolo, presentamos un método para las pruebas de la fricción y desgaste propiedades de muestras de elastómero de etileno propileno dieno monómero (EPDM) en un ambiente de hidrógeno de alta presión de MPa 28 utilizando una medida en situ pin-en-plano lineal alternativo tribómetro. Presentan los resultados representativos de esto son pruebas que indican que el coeficiente de fricción entre el cupón de muestra EPDM y la superficie de acero contador es incrementado en hidrógeno de alta presión en comparación con el coeficiente de fricción, igualmente medido en aire ambiente.
Introducción
En los últimos años, ha habido gran interés por el hidrógeno como una emisión potencial cero o casi cero emisiones combustible en fuentes estacionarias y en vehículos. Puesto que el hidrógeno existe como un gas de baja densidad a temperatura ambiente, mayoría de las aplicaciones utiliza alguna forma de hidrógeno comprimido para combustible. 1 , 2 una desventaja potencial de usar comprimido, gas de hidrógeno de alta presión es la incompatibilidad con muchos materiales que se encuentran dentro de infraestructura2,3,4 y ....
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Protocolo
El experimento descrito aquí requiere el uso de gas de hidrógeno que es inodoro, incoloro y por lo tanto no detectable por los sentidos humanos. Hidrógeno es altamente inflamable y quema con un azul casi invisible de la llama y puede formar mezclas explosivas en presencia de oxígeno. Altas presiones por encima de 6,9 MPa añadir explosiones adicionales que deben ser previstas adecuadamente en la preparación para cualquier prueba. Esta cantidad de energía almacenada representa un peligro de seguridad grave y por lo tanto, due diligence, planificación y seguridad evaluación se debe realizar antes de realizar tal experimento para asegurar que estos riesgos son mitigados. ....
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Resultados
Utilizando la metodología presentada, el coeficiente de cinético factor de fricción y el desgaste para una muestra del elastómero se puede medir en un entorno de alta presión de hidrógeno. Los datos representativos presentados en la figura 1 muestran que en un ambiente de alta presión de hidrógeno mayor fuerza se requiere para mover muestras de polímero EPDM bajo la superficie del mostrador acero. Usando la relación entre la normalidad de la fuerza FN
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Discusión
Ex situ las técnicas actuales de pruebas tribológicas de los materiales de polímero requieren muestras ser expuestos al hidrógeno de alta presión que luego se despresurizaron antes de ser probado con un tribómetro comercial. 15 , 24 , 25 la metodología de prueba de este protocolo fue diseñada para permitir la comprobación de las propiedades tribológicas de muestras de polímero en un ambiente de alta presión in situ<.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Esta investigación fue realizada en el laboratorio nacional del Noroeste Pacífico (PNNL), que es funcionada por Battelle Memorial Institute para el Departamento de energía (DOE) bajo contrato no. DE-AC05-76RL01830.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Hoja de stock de polímero EPDM | McMaster-Carr | 8525T68 | 24" x 24", 1/8" de espesor |
| , autoclave | Fluitron Inc. | 8308-1788-U | 5" de diámetro, 1' |
| de altura Hidrógeno gaseoso de alta pureza | Praxair | HY4.5 | Grado 4.5, 5 ppm O2, 5 ppm H20 |
| O2 Sensor | Advanced Micro Instruments | T2 | 0-5ppm rango mínimo, 10,0000 ppm máx. |
| Gas argón prepurificado | Oxarc | LCCO-HP818 | Alta pureza, 99.998% |
| Detergente líquido para lavar platos | McMaster-Carr | 98365T89 | Botella de vertido de 32 oz, |
| esponja resistente al moho | McMaster-Carr | 7309T1 | 6" de largo x 3 -1/2" de ancho x 1" de alto, amarillo |
| Cinta selladora de roscas de tubería de PTFE | McMaster-Carr | 4591K12 | 1/2" de ancho, blanco |
| color Racores para tubos de gas | Swagelok | SS-400-1-4 | 1/4" OD, acero inoxidable, rosca NPT macho Troquel accionado por |
| martillo | McMaster-Carr | 3427A22 | 7/8" Perforadora accionada por martillo |
| Transformador diferencial variable lineal Omega | LD320-2.5 | 2,5 mm, salida de CA, guiada con muelle | |
| Junta tórica para autoclave | Fluitron Inc. | A-4511 | Hastelloy C-276, 5-3/4" de diámetro exterior x 5" de diámetro interno x 3/8" |
| Llave dinamométrica | McMaster-Carr | 85555A422 | Llave limitadora de par ajustable, liberación rápida, 1/2" unidad cuadrada, 50-250 pies-libras. Mazo de torsión |
| McMaster-Carr | 5939A11 | Martillo de caucho duro y extraduro, 2-1/4 lbs. | |
| iLoad Mini Sensor de Carga Capacitiva | Sensores Loadstar | MFM-050-050-S*C03 | 50 lb, U Calibración, 0.5% Precisión, Acero |
Referencias
- Schlapbach, L. Technology: Hydrogen-fuelled vehicles. Nature. 460 (7257), 809-811 (2009).
- Jones, R., Thomas, G. Materials for the Hydrogen Economy. , CRC Press. Boca Raton. (2007).
- Barth, R., Simons, K. L., San Marchi, C.
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Reimpresiones y permisos
