Grafen laminerede rør kan reducere korrosion i olie- og gasindustrien

Forskere ved University of Manchester og TWI har opdaget måder at bruge grafen til at forlænge levetiden på rør, der bruges i olie- og gasindustrien.

Udgivet i Avancerede materialegrænseflader , holdet har fundet en måde at inkorporere grafen i en polymerforing, der bruges i rør, der transporterer råolie og gas fra havbunden.

Rørene er generelt lavet af indvendige lag af polymer eller komposit og eksternt forstærkningsstål. Inden i disse rør, væsker kan have meget højt tryk og forhøjet temperatur.

I situationer, hvor kuldioxid (CO ₂ ), svovlbrinte (H ₂ S) og vand trænger gennem rørets beskyttende barrierelag, stålet kan korrodere, hvilket får røret til at miste styrke over tid, medfører risiko for katastrofalt svigt.

Forskerne fandt ud af, at hvis grafen var mekanisk blandet med plastik, eller hvis et enkelt lag grafen blev påført, gasser var stadig i stand til at passere igennem.

Imidlertid, ved at laminere et tyndt lag af grafen nanoplader til polyamid 11 (PA11) - en plast, der ofte bruges i disse liners - var teamet i stand til at producere strukturer, der opfører sig som usædvanligt gode barrierer.

De flerlagede laminatstrukturer blev testet ved 60 ^o C og ved tryk op til 400 gange atmosfærisk tryk, og viste sig at reducere CO ₂ permeation med over 90 % sammenlignet med PA11 alene, mens gennemtrængning af H ₂ S kan reduceres til uopdagelige niveauer.

Grafen er verdens første todimensionelle materiale, fleksibel, gennemsigtig, mere ledende end kobber, og er kendt for at blokere passagen af ​​helium, den sværeste gas at blokere.

Korrosion koster olie- og gasindustrien alene i USA 1,4 milliarder dollars. Denne teknologi har potentiale til at forlænge levetiden af ​​undervandsrørsystemet og derfor reducere tiden mellem reparationer.

Professor Peter Budd, der ledede Manchester-holdet, sagde:"Graphene har mange fantastiske egenskaber, men det er ikke altid let at realisere dem i stor skala. Vores arbejde repræsenterer et vigtigt skridt i at tage grafen ud af laboratoriet og ind i den virkelige verden."

Dr. Paul Woollin, Forskningsdirektør, TWI, sagde:"Denne forskning er et eksempel på, hvordan TWI kan arbejde effektivt med verdens førende universiteter gennem sit Innovation Network, og trække på vores banebrydende testkapacitet og interne eksperter, at identificere unikke og nye løsninger på industriens mest udfordrende problemer.

Grafenmembraner som disse har potentialet til at åbne store nye markeder og revolutionere utallige industrielle processer, såsom fødevareemballage, vandfiltrering og gasseparation.