Istraživanje o dugoročnim karakteristikama performansi i propusnosti transporta vodika polietilenskim cjevovodima

Vodik, kao važan nosilac energije, igra sve značajniju ulogu u promicanju tranzicije zelene energije. Može se proizvesti korištenjem viškova električne energije iz obnovljivih izvora energije i služi kao ključna komponenta energetske strategije "Snaga-do-X". Može se transportovati kroz postojeće polimerne cevovodne mreže. Međutim, pretvaranje cjevovoda prirodnog gasa u aplikacije za transport vodonika zahtijeva sistematsku procjenu njihovog-i dugotrajnog-uticaja na polimerne cjevovode, posebno pitanja koja se odnose na propusnost vodonika i gubitak gasa.
Prethodne studije su pokazale da je kratkoročni-uticaj vodonika na polietilenske cijevi relativno ograničen, ali njegovi dugoročni efekti - posebno na vijek trajanja cijevi - nisu u potpunosti istraženi. Ova studija se fokusira na procjenu promjene životnog vijeka PE100-RC cijevi nakon što je dvije godine bila izložena vodiku od 8,9 bara. Ispitivanjem šipke cikličke pukotine utvrđeno je da je krivulja loma CRB pokazala samo blagu promjenu nagiba. Slične pojave su se također dogodile u drugom PE100-RC ispitivanju cijevi koje je bilo izloženo pritisku vode od 10 bara tokom 1000 sati. Promjene uočene u CRB testu i performanse protiv sporog širenja pukotina mogu biti posljedica promjena morfologije materijala uzrokovanih pritiskom, a nisu povezane sa samim izlaganjem vodiku. Stoga se može zaključiti da izlaganje vodiku nije imalo značajan utjecaj na performanse protiv sporog širenja pukotina i vijek trajanja polietilenskih cijevi.
Kao najmanji molekul plina, propusnost plinovitog vodonika u PE cijevima je približno četiri puta veća od gubitka plina u odnosu na prirodni plin. Kod polukristalnih polimera, propusnost gasa u kristalnoj fazi je mnogo niža od one u amorfnoj fazi. Kako bi istražio odnos između morfologije polietilena i njegove propusnosti, istraživački tim je analizirao sedam tipova PE cijevi proizvedenih korištenjem različitih parametara procesa brizganja. Razlika u kristaliničnosti mjerena infracrvenom spektroskopijom iznosila je čak 25%, ali se koeficijent permeabilnosti promijenio samo za 13%, što ukazuje da je utjecaj kristalnosti na propusnost plinovitog vodonika relativno ograničen. Dublje razumijevanje ovog odnosa će pomoći u optimizaciji performansi protiv-permeacije PE cijevi u budućnosti i pružiti teorijsku osnovu za utjecaj promjena morfologije materijala na ponašanje propusnosti tokom dugotrajne-uporabe.