Трубы с ламинированием графена могут снизить коррозию в нефтегазовой промышленности

В опубликованной в журнале Advanced Materials Interfaces статье команда нашла способ включения графена в полимерный вкладыш, используемый в трубах, транспортирующих сырую нефть и газ со дна моря.

Трубы обычно изготавливаются из внутренних слоев полимера или композита и внешних упрочняющих сталей. Внутри этих труб жидкости могут находиться под очень высоким давлением и повышенной температурой.

В ситуациях, когда углекислый газ (CO2), сероводород (H2S) и вода проникают через защитный барьерный слой трубы, сталь может подвергнуться коррозии, в результате чего труба со временем потеряет прочность, что приведет к риску катастрофического разрушения.

Исследователи обнаружили, что если графен механически смешать с пластиком или нанести один слой графена, газы все равно смогут проходить через него.

Однако, ламинируя тонкий слой графеновых нанопластинок с полиамидом 11 (PA11) — пластиком, часто используемым в этих вкладышах, — команда смогла создать структуры, которые ведут себя как исключительно хорошие барьеры.

Многослойные ламинированные структуры были протестированы при температуре 60°C и давлении, в 400 раз превышающем атмосферное давление, и было показано, что они снижают проникновение CO2 более чем на 90% по сравнению с одним только PA11, в то время как проникновение H2S может быть снижено до необнаружимого уровня.

Графен — первый в мире двумерный материал, гибкий, прозрачный, более проводящий, чем медь, и, как известно, блокирует прохождение гелия, газа, который труднее всего блокировать.

Коррозия обходится нефтегазовой отрасли только в США в 1,4 миллиарда долларов. Эта технология потенциально может продлить срок службы подводных трубопроводов и, следовательно, сократить время между ремонтами.

Профессор Питер Бадд, возглавлявший манчестерскую команду, сказал: «У Графена много удивительных свойств, но реализовать их в больших масштабах не всегда легко. Наша работа представляет собой важный шаг к выводу графена из лаборатории в реальный мир».

Д-р Пол Вуллин, директор по исследованиям TWI, сказал: «Это исследование является примером того, как TWI может эффективно работать с ведущими мировыми университетами через свою сеть инноваций и использовать наши передовые возможности тестирования и собственных экспертов для выявления уникальных и новые решения наиболее сложных проблем отрасли.

Такие графеновые мембраны могут открыть огромные новые рынки и произвести революцию в бесчисленных промышленных процессах, таких как упаковка пищевых продуктов, фильтрация воды и разделение газов.

Передовые материалы — один из исследовательских маяков Манчестерского университета — примеры новаторских открытий, междисциплинарного сотрудничества и межсекторального партнерства, которые решают некоторые из важнейших вопросов, стоящих перед планетой. #ИсследовательскиеМаяки