Name: In Situ Hidrogênio de alta pressão tribológicas de ensaios de materiais de polímero comum usados na infra-estrutura de entrega de hidrogênio (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-03-31T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 1 s
Description: Aprenda a avaliar propriedades tribológicas de polímeros em hidrogênio de alta pressão usando um tribômetro in situ. Este método auxilia no design de selos dinâmicos para infraestrutura de entrega de hidrogênio.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Esta pesquisa foi realizada no laboratório nacional Noroeste Pacífico (PNNL), que é operado pelo Battelle Memorial Institute para o departamento de energia (DOE) sob o n º do contrato DE-AC05-76RL01830.

O experimento aqui descrito requer o uso de gás de hidrogênio que é inodoro, incolor e assim indetectável pelos sentidos humanos. O hidrogênio é altamente inflamável e queima com um azul quase invisível da flama e pode se formar misturas explosivas na presença de oxigênio. Altas pressões superiores a 6.9 MPa adicionar perigos de explosão adicional que devem ser adequadamente planejados para preparação para qualquer teste. Esta quantidade de energia armazenada representa um perigo de segurança graves e, portanto, due diligence, planejamento e uma segurança avaliação deve ser executada antes de realizar tal experiência para assegurar que estes riscos são atenuados. A experiência aqui apresentada é efectuada de acordo com as precauções de segurança apropriadas em um vaso de pressão certificadas da sociedade americana de engenheiros mecânicos (ASME) com um disco conjunto para 34,5 MPa com ventilação adequada.
1. preparar o estoque de folha de polímero
<ol><li>Aplicar detergente para o estoque de folha de polímero EDPM usando uma esponja não abrasiva e lave em água por aproximadamente 3 min remover óleos e talco aplicado durante a fabricação e o processo de envio.</li>
	<li>Secar a folha de polímero em um forno de secagem em 85% da temperatura de trabalho do material, cerca de 75 ° C para EPDM, para aproximadamente 72 horas para movimentação de um eventual água de lavagem.</li>
	<li>Desligar o forno e deixe o material conservado em estoque de polímero folha arrefecer à temperatura ambiente no interior do forno.</li>
	<li>Marca um canto da unidade populacional de folha com uma seta apontando para a parte superior da folha de polímero. Esta seta ajudará com a identificação de orientação da folha durante a geração de cupom de amostra, assegurando que amostras de corte da folha de polímero será consistentemente da mesma orientação.</li>
	<li>Armazene o estoque folha de polímero em uma temperatura ambiente, controle de umidade ambiente perto de 25% de humidade relativa antes do teste tribológicas.</li>
</ol>2. geração e montagem da amostra cupons
<ol><li>Enquanto usava pó livre luvas, marcar o estoque de folha de polímero com uma seta na área pretendida cupom perto da seta marcada durante a preparação da unidade populacional de folha do polímero tal que ambas as setas têm a mesma orientação.</li>
	<li>Usando um morrer de circular 2,222 cm de diâmetro e um malho, acabar com um cupom de amostra em torno da marca de seta.</li>
	<li>Desaperte os parafusos de tampão hexadecimais fixando o grampo de amostra em situ tribometer, remova o parafuso sextavado e precisão da mola do canto mais facilmente acessível da mordaça amostra.</li>
	<li>Cupom de exemplo de slide na mordaça da amostra, tendo o cuidado de certificar-se de que a amostra é orientada com a seta apontada para baixo e para trás da mordaça que é o lado mais próximo a tampa de volta a tribometer a cara.</li>
	<li>Substituir a primavera de precisão e o parafuso sextavado no canto vazio da amostra braçadeira e proceder à mão apertar todos os quatro dos parafusos hexagonais tampa da mordaça até confortável tal que a amostra de elastômero é comprimida em 10% da sua altura original. Supondo que uma altura de amostra de 0,318 cm, 10% de compressão pode ser conseguida usando um bloco de calibre de 0,287 cm entre as duas placas da mordaça.</li>
</ol>3. preparar o Tribometer In Situ
<ol><li>Lugar uma 2,413 cm bitola bloco entre a parede do tribometer e o trenó de amostra, diretamente abaixo do parafuso da unidade. Verifique se a caixa de coleta de dados é desligado, depois vire a corrente em um movimento no sentido horário para fazer o trenó de amostra tal que a borda do trenó é 2,413 cm da parede tribometer.</li>
	<li>Limpe suavemente a bola de aço da superfície do balcão com um pano macio ou toalha de papel sem fiapos e solvente adequado como acetona durante aproximadamente 30 segundos até que a superfície da superfície do balcão parece livre de quaisquer detritos.</li>
	<li>Deslize a superfície transportadora contador bronze e bronze peso, uma carga normal total de 7,5 N, ao corrimão perpendicular ao trenó amostra, permitindo que a bola de contador deslizar entre a fechadura e descansar sobre a amostra de polímero.</li>
	<li>Usando uma chave Allen e parafusos de bronze, recoloque o braço de medição transformador diferencial variável linear (LVDT) ao titular de superfície do bronze contador tais que o cilindro livremente flutuante do LVDT repousa sobre o braço.</li>
	<li>Ajuste a mola segurando o LVDT em lugar de ou para baixo tal que o LVDT é medir perto do ponto zero em seguida aperte o grampo para fixar o LVDT no lugar.</li>
	<li>Baixe o assembly tribometer dentro do vaso de pressão, garantindo que os tubos de proteção no flange superior do navio abaixará a na lacuna entre a tribometer e a parede do recipiente.</li>
	<li>Enrole a vedação o-ring com um total de dois anos e meio de camadas de fita PTFE. Isso é feito envolvendo a fita PTFE, tal que cada envoltório adicional sobrepõe-se aproximadamente metade da volta prosseguir até circundando o diâmetro do anel-o duas vezes. Em seguida, enrole o diâmetro do anel-o o um momento final, sem qualquer sobreposição. Uma vez que o-Ring é empacotado, coloque-o na ranhura no gargalo do vaso de pressão.</li>
	<li>Tendo em conta as etiquetas de fiação, reconecte os fios para o motor de tribometer de cinco, quatro cabos de dados para a célula de carga e cinco cabos de dados para o LVDT.</li>
</ol>4. vedação do vaso de pressão
<ol><li>Inferior a flange superior do vaso de pressão para fechá-la, tendo o cuidado de diminuir a flange superior suavemente no PTFE envolto o-ring de vedação.</li>
	<li>Insira os parafusos nos orifícios numerados na flange superior indicada pelo fabricante em ordem crescente, até que eles são o dedo apertado.</li>
	<li>Usando uma chave de hex manual, aperte os parafusos do flange em ordem crescente, a mão firme e repita até que os parafusos não podem ser apertados.</li>
	<li>Começando em 120 Nm e aumentar em incrementos de ~ 40 Nm, use uma chave de torque torque flange de parafusos em ordem para cada incremento de Nm ~ 40 crescente até que eles são apertados a 280 Nm.</li>
</ol>5. enchimento do vaso de pressão
<ol><li>Agora que o vaso de pressão é selado, conectar os acessórios de gás para a tampa da autoclave e irrigue o vaso de pressão com gás de argônio de baixa pressão (~0.55 MPa) por cerca de 1h até o conteúdo de oxigênio do navio cai abaixo de 10 ppm utilizando um sensor de oxigênio canalizado para a saída do vaso de pressão.</li>
	<li>Lentamente (< 0.25 MPa/s) Lave o recipiente com gás hidrogênio até 6.9 MPa e, em seguida, lentamente ventilar o gás à pressão atmosférica. Repita o processo de lavagem mais duas vezes.</li>
	<li>Após o enxaguamento do vaso de pressão, lentamente (< 0.25 MPa/s) encha o recipiente sob pressão com gás hidrogênio até 13.75 MPa e permitir que o navio descansar por 10 min, tal que a temperatura do gás dentro do navio se equilibra a temperatura ambiente.</li>
	<li>Preencher o recipiente para 20,7 MPa e esperar mais 10 minutos.</li>
	<li>Levar a nave até o destino 27,6 MPa e fechar fora todas as válvulas.</li>
	<li>Permitir que a amostra de polímero de molho pelo menos 12 h do gás hidrogênio antes de iniciar o experimento para permitir a completa permeação.</li>
</ol>6. execução do experimento
<ol><li>Verifique que todos os fios de passagem saindo do vaso de pressão estão conectados corretamente para a fiação rotulados anexada à caixa de controle de tribometer e em seguida, ligue o tribometer.</li>
	<li>No tribometer software definir o tempo de experiência de 1 hora a velocidade de 0,1 cm/s com um comprimento de caminho de 0,140 cm. Isso corresponde a uma distância de aproximadamente 3,5 m.</li>
	<li>Tare a célula de carga e certifique-se de que o LVDT está relatando uma profundidade adequada no software tribometer que deve ser perto de 0 mm.</li>
	<li>Comece o experimento.</li>
</ol>7. pós-experiência
<ol><li>Uma vez que o experimento foi concluído, exalar lentamente do vaso de pressão de gás hidrogênio a aproximadamente 0,35 MPa/s, garantindo que a temperatura do vaso de pressão não cair abaixo de 0 ° C.</li>
	<li>Finalmente, irrigue o volume do vaso de pressão com gás argônio à pressão atmosférica durante 10 minutos para garantir que não há nenhum hidrogênio restante dentro do navio.</li>
</ol>

<ol><li>Schlapbach, L. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/460809a">Technology: Hydrogen-fuelled vehicles.</a> Nature. 460 (7257), 809-811 (2009).</li>
<li>Jones, R., Thomas, G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJones%2C+R+%22Materials+for+the+Hydrogen+Economy%22">Materials for the Hydrogen Economy</a>. , CRC Press. Boca Raton. (2007).</li>
<li>Barth, R., Simons, K. L., San Marchi, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBarth%2C+R+%22Polymers+for+Hydrogen+Infrastructure+and+Vehicle+Fuel+Systems%3A+Applications%2C+Properties%2C+and+Gap+Analysis%22">Polymers for Hydrogen Infrastructure and Vehicle Fuel Systems: Applications, Properties, and Gap Analysis</a>. , October 23-34 (2013).</li>
<li>Marchi, C., Somerday, B. P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMarchi%2C+C+%22Technical+Reference+on+Hydrogen+Compatibility+of+Materials%22">Technical Reference on Hydrogen Compatibility of Materials</a>. Ref, M. T. , No. code 8100 (2008).</li>
<li>Welch, A., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWelch%2C+A+%22Challenges+in+developing+hydrogen+direct+injection+technology+for+internal+combustion+engines%22">Challenges in developing hydrogen direct injection technology for internal combustion engines</a>. , SAE International, Paper No. 2008-01-2379 (2008).</li>
<li>Fukai, Y. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFukai%2C+Y+%22The+Metal-Hydrogen+System%22">The Metal-Hydrogen System</a>. , Springer: Verlag. Berlin Heidelberg. (2005).</li>
<li>Lu, G., Kaxiras, E. <a target="_blank" href="https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.94.155501">Hydrogen embrittlement of aluminum: The crucial role of vacancies.</a> Phys. Rev. Lett. 94 (15), 155501(2005).</li>
<li>Zhao, Z., Carpenter, M. A. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1927690">Annealing enhanced hydrogen absorption in nanocrystalline Pd∕AuPd∕Au sensing films.</a> J. Appl. Phys. 97 (12), 124301(2005).</li>
<li>Alvine, K. J., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.3517445">High-pressure hydrogen materials compatibility of piezoelectric films.</a> Appl. Phys. Lett. 97 (22), 221911(2010).</li>
<li>Alvine, K. J., et al. <a target="_blank" href="https://www.nist.gov/publications/hydrogen-species-motion-piezoelectrics-quasi-elastic-neutron-scattering-study">Hydrogen species motion in piezoelectrics: A quasi-elastic neutron scattering study.</a> J. Appl. Phys. 111 (5), 53505(2012).</li>
<li>Aggarwal, S., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.122339">Effect of hydrogen on Pb(Zr,Ti)O3Pb(Zr,Ti)O3-based ferroelectric capacitors.</a> Appl. Phys. Lett. 73 (14), (1998).</li>
<li>Ikarashi, N. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.122333">Analytical transmission electron microscopy of hydrogen-induced degradation in ferroelectric Pb(Zr, Ti)O3Pb(Zr, Ti)O3 on a Pt electrod.</a> Appl. Phys. Lett. 73 (14), (1998).</li>
<li>Castagnet, S., Grandidier, J., Comyn, M., Benoı, G. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319910008578">Hydrogen influence on the tensile properties of mono and multi-layer polymers for gas distribution.</a> Int. J. Hydrog. Energy. 35, 7633-7640 (2010).</li>
<li>Theiler, G., Gradt, T. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301679X1500239X">Tribological characteristics of polyimide composites in Hydrogen environment.</a> Tribol. Int. 92, 162-171 (2015).</li>
<li>Sawae, Y., et al. <a target="_blank" href="http://proceedings.asmedigitalcollection.asme.org/proceeding.aspx?articleid=1638174">Friction and wear of bronze filled PTFE and graphite filled PTFE in 40 MPA hydrogen gas.</a> Proceed. , IJTC2011 249-251 (2011).</li>
<li>Fujiwara, H., Ono, H., Nishimura, S. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319914032406">Degradation behavior of acrylonitrile butadiene rubber after cyclic high-pressure hydrogen exposure.</a> Int. J. Hydrogen Energy. 40 (4), 2025-2034 (2015).</li>
<li>Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319913000633">Influence of low temperature prestrain on hydrogen gas embrittlement of metastable austenitic stainless steels.</a> Int. J. Hydrogen Energy. 38 (25), 11181-11187 (2013).</li>
<li>Weber, S., Theisen, W., Martı, M. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319913005612">Development of a stable high-aluminum austenitic stainless steel for hydrogen applications.</a> Int. J. Hydrogen Energy. 38 (14), 5989-6001 (2013).</li>
<li>Papavinasam, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPapavinasam%2C+S+%22Corrosion+control+in+the+oil+and+gas+industry%22">Corrosion control in the oil and gas industry</a>. , Elsevier. (2013).</li>
<li>Yamamoto, S. <a target="_blank" href="https://www.jstage.jst.go.jp/article/matertrans/45/8/45_8_2647/_article">Hydrogen Embrittlement of Nuclear Power Plant Materials.</a> Mat. Trans. 45 (8), 2647-2649 (2004).</li>
<li>Rymuza, Z. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1644966512602350">Tribology of polymers.</a> Arch. Civ. Mech. Eng. 7 (4), 177-184 (2007).</li>
<li>Mckeen, L. W. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/book/9780323442015">1 Introduction to Fatigue and Tribology of Plastics and Elastomers</a>. , Second, Elsevier Inc. (2010).</li>
<li>Lorge, O., Briscoe, B. J., Dang, P. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032386198005278">Gas induced damage in poly(vinylidene fluoride) exposed to decompression.</a> Polymer. 40, 2981-2991 (1999).</li>
<li>Sawae, Y., Yamaguchi, A., Nakashima, K., Murakami, T., Sugimura, J. <a target="_blank" href="http://proceedings.asmedigitalcollection.asme.org/proceeding.aspx?articleid=1605418">Effects of Hydrogen Atmosphere on Wear Behavior of PTFE Sliding Against Austenitic Stainless Steel.</a> Proceed. , IJTC2007 1-3 (2008).</li>
<li>Sawae, Y., Nakashima, K., Doi, S., Murakami, T., Sugimura, J. <a target="_blank" href="http://proceedings.asmedigitalcollection.asme.org/proceeding.aspx?articleid=1648560">Effects of high pressure hydrogen on wear of PTFE and PTFE composite.</a> Proceed. , IJTC2009 233-235 (2010).</li>
<li>Duranty, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in+situ+tribometer+for+measuring+friction+and+wear+of+polymers+in+a+high+pressure+hydrogen+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">An in situ tribometer for measuring friction and wear of polymers in a high pressure hydrogen environment.</a> Rev. Sci. Instrum. 88 (9), (2017).</li>
</ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

Técnicas atuais de ex situ para tribológicas de teste de materiais de polímero requerem amostras para ser exposto ao hidrogênio de alta pressão, que são então despressurizadas antes de ser testado utilizando um tribometer comercial. 15 , 24 , 25 a metodologia de teste neste protocolo foi projetada para permitir testes das propriedades tribológicas de amostras de polímero em um ambiente de alta pressão em situ. ...

Nos anos recentes, tem havido grande interesse em hidrogênio como uma emissão de potencial zero ou quase zero de emissões combustível em veículos e fontes de energia estacionária. Desde que o hidrogênio existe como um gás de baixa densidade à temperatura ambiente, a maioria dos aplicativos usam alguma forma de hidrogénio comprimido para combustível. 1 , 2 uma desvantagem potencial do uso comprimido, gás de hidrogênio de alta pressão é incompatibilidade com muitos materiais encontrados dentro infra-estrutura2,3,4 e aplicações veiculares5 onde problemas de compatibilidade são combinados com repetidas de pressão e temperatura de ciclismo. Um ambiente de hidrogênio puro é conhecido por danificar componentes metálicos, incluindo alguns aços e superfície de titânio através de diferentes mecanismos, incluindo formação de hidreto, inchaço, bolhas e fragilização. 2 , 6 , 7 , 8 não-metálicos componentes como titanato de zirconato de chumbo (PZT) usado em cerâmicas piezoelétricas também provaram suscetíveis à degradação devido ao efeito de incompatibilidade de hidrogênio como bolhas de superfície e a migração de chumbo. 9 , 10 , 11 , 12 enquanto estes exemplos de danos devido à exposição de hidrogênio foram previamente estudados, a compatibilidade dos componentes do polímero dentro de ambientes de hidrogênio só recentemente se tornou de interesse. 13 , 14 , 15 , 16 este é em grande parte resultado de componentes metálicos, fornecendo integridade estrutural em nuclear e aplicações de óleo e gás, Considerando que os componentes do polímero normalmente agem como barreiras ou selos. 17 , 18 , 19 , 20 como resultado, as propriedades de fricção e o desgaste dos materiais de polímero dentro dos componentes tais como politetrafluoretileno (PTFE) válvula assentos e nitrilo butadieno (NBR) de borracha Anéis tornam-se importantes fatores na sua capacidade de função.
No caso da infra-estrutura de hidrogênio, componentes como válvulas, compressores e tanques de armazenamento contêm materiais de polímero que estão em contacto com superfícies metálicas. A interação de fricção entre o polímero e superfícies metálicas resulta em desgaste de cada uma das superfícies. A ciência da relação entre o atrito e o desgaste de duas superfícies de interação é conhecida como tribologia. Polímeros tendem a ter mais baixo módulo elástico e força do que metálico, portanto as propriedades tribológicas de materiais de polímero diferem grandemente de materiais metálicos. Como resultado, superfícies polímero tendem a apresentar maior desgaste e danos após fricção contacto com uma superfície metálica. 21 , 22 em um aplicativo de infra-estrutura de hidrogênio, rápida pressão e temperatura ciclismo causas repetidas interação entre o polímero e superfícies metálicas, aumentando a probabilidade de atrito e desgaste na componente de polímero. Quantificar este dano pode ser um desafio ex situ devido à descompressão explosiva possível da amostra polímero após despressurização que pode causar danos não-tribológicas. 23 além disso, muitos produtos de polímeros comerciais contêm muitas cargas e aditivos tais como óxido de magnésio (MgO) que pode interagir negativamente com o gás de hidrogênio através de hydriding, complicando ainda mais a ex situ análise de desgaste em estas materiais. 24 , 25
Devido à complexidade de diferenciar entre danos ao material polímero causado durante a despressurização e danos causados pelo desgaste tribológicas ex situ, há uma necessidade de estudar diretamente as propriedades de fricção dos materiais não-metálicos in situ dentro de um ambiente de hidrogênio de alta pressão que é provável que existam dentro da infra-estrutura de entrega de hidrogênio. Neste protocolo, demonstramos um teste metodologia desenvolvida para quantificar o atrito e desgaste Propriedades de materiais de polímero em um ambiente de hidrogênio de alta pressão utilizando um purpose-built em situ tribometer. 26 apresentamos também dados representativos adquiridos utilizando o tribometer em situ e borracha de etileno propileno dieno monômero (EPDM), uma selagem de polímero comum e material de barreira. O material EPDM para que representante dados foi gerados usando o protocolo abaixo foi comprado em folhas de 60,96 cm quadrado com uma espessura de 0,3175 cm e foi relatado pelo vendedor para ter uma avaliação da dureza de 60A.

<table><tbody><tr><td>Folha de Estoque de Polímero EPDM</td><td>McMaster-Carr</td><td>8525T68</td><td>24" x 24", 1/8" Vaso de Pressão de</td></tr><tr><td>Espessura, Autoclave</td><td>Fluitron Inc.</td><td>8308-1788-U</td><td>5" diâmetro, 1' categoria</td></tr><tr>4,5 de <td>Praxair</td><td>HY4.5</td> do<td>gás de hidrogênio da pureza alta</td><td>, 5ppm O2, 5 ppm Sensor avançado</td></tr><tr>do<td>O2</td><td>do T2</td><td>0-5ppm dos micro instrumentos escala mínima, máximo de 10,0000ppm.</td><td></td></tr><tr><td>Detergente Líquido para Lavar Louça Pré-purificado Argon Gas</td><td>Oxarc</td><td>LCCO-HP818</td><td>de Alta Pureza, 99.998%</td></tr><tr><td>Garrafa</td><td>de</td><td></td><td>32 oz, Esponja</td></tr><tr><td>Resistente ao Mofo</td> com aroma de limão <td>McMaster-Carr</td><td>7309T1</td><td>6" de comprimento x 3 -1/2" de largura x 1" de altura, fita</td></tr><tr><td>selante de rosca de tubo PTFE</td> amarela <td>McMaster-Carr</td><td>4591K12</td><td>1/2" de largura, branco Conexões de</td></tr><tr><td>Tubo de Gás</td> Color <td>Swagelok</td><td>SS-400-1-4</td><td>1/4" OD, aço inoxidável, rosca macho NPT</td></tr><tr><td>Matriz de Acionamento por Martelo</td><td>McMaster-Carr</td><td>3427A22</td> Transformador Diferencial Variável Linear de <td>7/8" com Furador de Martelo</td></tr><tr><td></td><td>Omega</td><td>LD320-2.5&nbsp;</td><td>2,5 mm, saída CA, guiada com mola</td></tr><tr><td>Anel de vedação para autoclave</td><td>Fluitron Inc.</td><td>A-4511</td><td>Hastelloy C-276, 5-3/4" OD x 5" ID x 3/8"</td></tr><tr><td>Chave de Torque</td><td>McMaster-Carr</td><td>85555A422</td><td>Chave Limitadora de Torque Ajustável, Liberação Rápida, 1/2" Acionamento Quadrado, 50-250 pés-lbs. Martelo de</td></tr><tr>Borracha Dura e Extra-Dura <td>McMaster-Carr</td><td>5939A11</td> da Torque<td>Mallet</td><td>, 2-1/4 lbs.</td></tr><tr><td>Sensor de Carga Capacitivo Mini iLoad</td><td>Sensores Loadstar</td><td>MFM-050-050-S*C03</td><td>50 lb, Calibração U, Precisão de 0,5%, Aço</td></tr></tbody></table>

in situ hidrogênio de alta pressão tribológicas de ensaios de materiais de polímero comum usados na infra-estrutura de entrega de hidrogênio

In Situ High Pressure Hydrogen Tribological Testing of Common Polymer Materials Used in the Hydrogen Delivery Infrastructure

Gás de hidrogênio de alta pressão é conhecido por afetar adversamente componentes metálicos de compressores, mangueiras, válvulas e atuadores. No entanto, relativamente pouco é conhecido sobre os efeitos de hidrogênio de alta pressão sobre os materiais de vedação e barreira de polímero também encontrados dentro desses componentes. Estudo mais é necessário para determinar a compatibilidade de materiais de polímero comum encontrado nos componentes da infra-estrutura de entrega de combustível de hidrogênio com hidrogênio de alta pressão. Como resultado, é importante considerar as alterações nas propriedades físicas, tais como o atrito e desgaste em situ , enquanto o polímero é exposto a hidrogênio de alta pressão. Neste protocolo, apresentamos um método para testar a fricção e usar propriedades de amostras de elastômero etileno propileno dieno monômero (EPDM) em um ambiente hidrogênio de alta pressão MPa 28 usando um Custom-Built em situ pin-na-plano linear reciprocating tribometer. Resultados representativos de teste são apresentaram que indicam que o coeficiente de atrito entre o cupom de amostra EPDM e superfície de aço do contador é aumentada em hidrogênio de alta pressão em comparação com o coeficiente de atrito, da mesma forma, medido em ar ambiente.

Utilizando a metodologia apresentada, o coeficiente do fator de atrito e desgaste cinético para uma amostra de elastómero pode ser medido em um ambiente de hidrogênio de alta pressão. Os dados representativos apresentados na Figura 1 mostram que, em um ambiente de hidrogênio de alta pressão, maior força é necessária para mover a amostras de polímero EPDM sob a superfície de aço do contador. Usando a relação entre a normal da força FN e a força de a...

Uma metodologia de ensaio para quantificar Propriedades tribológicas dos polímeros utilizados no serviço de infra-estrutura de hidrogênio é demonstrada e resultados característicos de um elastômero comuns são discutidos.

In Situ Hidrogênio de alta pressão tribológicas de ensaios de materiais de polímero comum usados na infra-estrutura de entrega de hidrogênio

High pressure hydrogen gas is known to adversely affect metallic components of compressors, valves, hoses, and actuators. However, relatively little is ...

O gás hidrogênio é um combustível potencial promissor para uso em veículos com emissões quase zero. Para realizar a economia do hidrogênio, é necessária uma infraestrutura de reabastecimento. Os componentes típicos da infraestrutura incluem compressores, atuadores, válvulas, reguladores e mangueiras.Muitos dos quais incluem alguma combinação de materiais metálicos e poliméricos. Embora a maioria dos metais usados nesses componentes tenha sido fortemente estudada por sua compatibilidade e ambientes de hidrogênio de alta pressão, tem havido relativamente pouco trabalho estudando o impacto do hidrogênio de alta pressão na compatibilidade do polímero. As propriedades de atrito e desgaste de polímeros sob hidrogênio de alta pressão são potencialmente muito importantes para entender ao projetar vedações e componentes dinâmicos.Os efeitos do hidrogênio podem ser maiores do que os dos metais devido à menor densidade e suscetibilidade de um polímero à difusão de pequenas moléculas. Neste vídeo, descreveremos uma metodologia de teste in situ que desenvolvemos para medir as propriedades de desgaste e atrito de polímeros sob um ambiente de gás hidrogênio de alta pressão de até 4000 psi. Uma no

in-situ-high-pressure-hydrogen-tribological-testing-common-polymer

Research

JoVE Journal

Engineering

Engenharia

Tem havido um interesse renovado no desenvolvimento de válvulas de polímeros. Aqui, os objetivos são demonstrar a viabilidade de modificação de um duplicador de pulso comercial para acomodar geometrias tri-folheto e definir um protocolo para apresentar polímero dados hidrodinâmicos de válvulas em relação aos dados de válvulas nativas e protéticas, recolhidos em condições quase idênticas.

Protocolo Relativo Avaliação hidrodinâmica de Tri-folheto polímero Válvulas

A durabilidade dos polímeros e compósitos poliméricos reforçados com fibras em serviço é um aspecto crítico para seus projetos e manutenção baseada em condições. Apresentamos uma nova plataforma de testes laboratoriais de baixo custo para a investigação da influência de cargas mecânicas e ambientais simultâneas e pode ajudar a projetar estruturas compostas mais eficientes e seguras.

A Plataforma de testes de durabilidade Estudos de Polímeros e reforçado com fibra de polímero Composites, sob estímulo Concurrent Hygrothermo-mecânico

Relatamos um protocolo para combinar a metrologia atômica do Microscópio de Tunelamento de Varredura para padronização de superfície com Deposição Atômica Seletiva de Camada e Gravação de Íons Reativos. Usando um processo robusto envolvendo inúmeras exposições atmosféricas e transporte, nanoestruturas 3D com metrologia atômica são fabricadas.

Atomicamente rastreável Fabrication Nanostructure

Nós ilustrar a aplicação de um H (15 N, αγ) 12 C Análise reacção nuclear de ressonância (ARN) para avaliar quantitativamente a densidade de átomos de hidrogénio sobre a superfície, em volume, e em uma camada interfacial de matérias sólidas. A profundidade próxima da superfície de hidrogénio de perfis de um catalisador de Pd (110) de cristal único e de SiO 2 / Si (100) é descrita pilhas.

Quantificação de concentrações de hidrogénio nas camadas superficiais e interface e materiais a granel através de perfis de profundidade com Análise reação nuclear

Este artigo descreve uma configuração e um método para a visualização in situ de amostras de azeite sob uma variedade de condições de temperatura e pressão que visam emular os processos de refino e atualização. É usado principalmente para estudar meios isotrópicos e anisotrópicos envolvidos no comportamento de incrustação de alimentos para petróleo.

In Situ Visualização do comportamento da fase de Amostras de óleo sob Refinaria Condições do Processo

Um método conveniente para a síntese de catalisadores de Pt-Cu de nanopartículas bimetálicas suportadas de 2 nm para desidrogenação de propano é aqui relatado. As técnicas de raios-X do sincrotrão in situ permitem a determinação da estrutura do catalisador, que tipicamente não é possível usar instrumentos de laboratório.

Síntese e Teste de Solução Sólida de Pt-Cu Suportada Catalisadores de Nanopartículas para Desidrogenação de Propano

Aqui, apresentamos um protocolo para medir a sinergia de taxa e desgaste-corrosão do tribocorrosion da película fina e a maioria de ligas de Al na água de mar simulado em temperatura ambiente.

Determinar a taxa de Tribocorrosion e sinergia de desgaste-corrosão de ligas de alumínio de película fina e granel

A fim de introduzir altas quantidades de hidrogênio em ligas de alumínio e alumínio, foi desenvolvido um novo método de carregamento de hidrogênio, chamado de atrito no procedimento hídrico.

Carregamento de hidrogênio de alumínio usando atrito na água

Os reatores de membrana permitem a hidrogenação em condições ambientais sem entrada direta de H2 . Podemos rastrear a produção e utilização de hidrogênio nesses sistemas usando espectrometria de massas atmosféricas (atm-MS) e cromatografia gasosa por espectrometria de massas (GC-MS).

Produção e Utilização de Hidrogênio em Reator de Membrana

O aquecida bigorna de diamante a laser combinada com síncrotron técnicas micro-difração permite aos pesquisadores explorar a natureza e as propriedades das novas fases da matéria em pressão e temperatura (PT) condições extremas. Amostras heterogêneas podem ser...

Síntese e microdiffraction a pressões e temperaturas extremas

Aprenda a avaliar propriedades tribológicas de polímeros em hidrogênio de alta pressão usando um tribômetro in situ. Este método auxilia no design de selos dinâmicos para infraestrutura de entrega de hidrogênio.

In Situ Hidrogênio de alta pressão tribológicas de ensaios de materiais de polímero comum usados na infra-estrutura de entrega de hidrogênio (Vídeo) | JoVE Journal

In Situ Hidrogênio de alta pressão tribológicas de ensaios de materiais de polímero comum usados na infra-estrutura de entrega de hidrogênio

Explorar mais vídeos