Graphen schützt Pipelines effektiv vor Korrosion
Hauchdünn überzogene Folien aus Polyamid 11 verhindern Rostbildung
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Durch Inliner geschützte Pipeline (Künstlerische Darstellung: manchester.ac.uk) |
Manchester/Cambridge (pte001/27.08.2018/06:05) Graphen soll Pipelines besser vor Schäden durch Korrosion schützen. Forscher an der University of Manchester http://manchester.ac.uk haben hierzu einen Inliner auf der Basis eines Kunststoffs entwickelt, der mit Graphen verstärkt ist. Die bienenwabenförmig angeordneten Atome machen das Material unter anderem extrem abriebfest.
Aktuelle Inliner nicht dicht genug
Die Rohre, durch die Erdgas und Erdöl transportiert wird, bestehen aus Stahl. Um zu verhindern, dass sie inwendig rosten, sind sie mit Kunststoff oder einem anderen Material bedeckt. Da die Förderprodukte mit hohem Druck und erhöhter Temperatur durchgepumpt werden und oft verunreinigt sind, wird der Inliner angegriffen. Es entsteht Rost, der das Rohr im Extremfall bersten lässt und zu einer Katastrophe führen kann, etwa zur Verseuchung großer Meeresflächen.
Zunächst hat das Team um Peter Budd und Paul Wootlin vom Welding Institute in Cambridge http://twi-global.com einen Mix aus Kunststoff- und Graphenteilchen hergestellt. Daraus produzierten sie den Inliner. Es stellte sich allerdings heraus, dass Gase wie Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff trotzdem passieren und den Stahl attackieren. "Graphen hat viele verblüffende Eigenschaften. Aber es ist nicht einfach, sie in großem Maßstab zu nutzen. Unsere Arbeit ist ein großer Schritt, Graphen aus dem Labor in die Welt zu transportieren", erklärt Budd.
Korrosion kostet viele Mrd. Dollar
Die Lösung für das Problem haben die Forscher gefunden, als sie Folien aus Polyamid 11, auch Nylon 11 genannt, einem Werkstoff, der oft als Inliner genutzt wird, mit einer Graphenschicht überzogen. Das Material erwies sich als absolut gasdicht. Tests fanden bei einer Temperatur von 60 Grad Celsius und einem Druck von 400 bar statt.
Es zeigte sich, dass das Sandwich im Vergleich zu Nylon 11 allein nur ein Zehntel des Kohlendioxids durchließ. Die Menge an Schwefelwasserstoff war so gering, dass sie kaum messbar war. Korrosion kostet allein die US-amerikanische Öl- und Gasindustrie 1,4 Mrd. Dollar pro Jahr. Diese gehen drauf für den Austausch von korrodierten Leitungen und beinhalten Produktionsausfälle durch die zeitweise Stilllegung von Pipelines.
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