Исследователи проектируют покрытия, чтобы предотвратить засорение трубопровода

Преступник был ледяной смесью замороженной воды и метана, названного клатратом метана. Из-за высокого давления и низких температур около дна моря, мокрое соединение росло в куполе сдерживания и заблокированный труба выхода, мешая тому, дабы он перенаправил поток. Если бы не тот клатрат метана, быть может, трудилось сдерживание, и, быть может, были предотвращены четыре месяца неустанной утечки и обширно распространенного экологического опустошения.

Сейчас, команда исследователей в MIT внесла предложение ответ, которое имело возможность бы не допустить таковой катастрофический итог в следующий раз, в то время, когда такая утечка происходит. Это может кроме этого не допустить блокировки в нефтегазовых трубопроводах, способные привести к дорогим закрытиям, дабы очистить трубу, либо хуже, к разрыву трубопровода от наращивания давления.Новый способ предотвращения ледяного наращивания обрисован в статье в издании ACS Applied Materials и Interfaces, в статье адъюнкт-доктора наук машиностроения Kripa Варанаси, postdoc Arindam Десять кубов и недавние выпускники Тейлор Фарнхэм СБ ’14 СМ ’16 и Бенгалуру Srinivas врач философии Subramanyam ’16.Ключ к новой совокупности – покрытие внутренняя часть трубы со слоем материала, что содействует распространению водного закрывающего слоя на протяжении внутренней поверхности трубы.

Данный закрывающий слой, команда отыскала, может действенно не допустить прилипание любых ледяных частиц либо водных капелек к стенке и так мешать наращиванию клатратов, каковые имели возможность замедлить либо заблокировать поток.В отличие от прошлых способов, таких как нагревание стен трубы, разгерметизация, либо применение химических добавок, каковые смогут быть дорогими и возможно загрязнение, новый способ полностью пассивен – другими словами, в один раз в месте это не требует никакого предстоящего добавления энергии либо материала. Покрытая поверхность завлекает жидкие углеводороды, каковые уже присутствуют в плавной нефти, создавая узкий поверхностный слой, что конечно отражает воду. Это предотвращает льды от когда-либо приложения до стенки во-первых.

Существующие меры по предотвращению, известные как меры по гарантии потока, «, дорогие либо экологически недружелюбные», заявляет Варанаси, и на данный момент применение тех мер «сталкивается с сотнями миллионов долларов» ежегодно. Без тех мер смогут расти гидраты так, дабы они уменьшили скорость потока жидкости, которая может уменьшить доходы, и если они создают блокировки тогда, это «может привести к катастрофической неудаче», заявляет Варанаси. «Это – главная неприятность для индустрии, и для безопасности и для надежности».Неприятность имела возможность стать еще больше, говорит Десять кубов, ведущий создатель газеты, по причине того, что сами гидраты метана, каковые обширно распространены во многих расположениях, таких как континентальные шельфы, рассматривается как громадный новый потенциальный топливный источник, в случае если способы смогут быть созданы, дабы извлечь их. «Сами запасы значительно омрачают все узнаваемые запасы [нефти и природного газа] на земле и в глубоководном», говорит он.Но такие депозиты были бы еще более уязвимы для формирования и замораживания штепселя, чем существующие нефтяные и газовые скважины.

Предотвращение этого ледяного наращивания зависит критически от того, дабы мешать самым первым частицам клатрата придерживаться трубы: «Когда они характерны, они завлекают другие частицы» клатрата, и наращивание взлетает скоро, заявляет Фарнхэм. «Мы желали видеть, как мы имели возможность минимизировать начальное прилипание на стенах трубы».Подход подобен этому применяемому в компании Варанаси, основанной, дабы коммерциализировать более раннюю работу из его лаборатории, которая формирует покрытия для контейнеров, каковые предотвращают содержание – что-либо от кетчупа либо меда, дабы нарисовать и агрохимикаты – от придерживания контейнерных стен.

Та совокупность включает два шага: сперва создавая текстурированное покрытие на контейнерных стенках, и после этого додавая смазку, которая поймана в ловушку структурой и мешает тому, дабы содержание придерживалось.Новая совокупность трубопровода подобна этому, Варанаси растолковывает, но в этом случае «мы используем жидкость, это находится в самой окружающей среде», вместо того, дабы применить смазку к поверхности.

Главная изюминка в сетчатом формировании – присутствие воды, он говорит, исходя из этого, пока вода может держаться раздельно от стенки трубы, сетчатое наращивание возможно остановлено. И жидкие углеводороды, существующие в нефти, пока они цепляются за стенке благодаря химическому сродству поверхностного покрытия, смогут действенно держать ту воду раздельно.«В случае если нефть [в трубопроводе] сделана распространиться с большей готовностью на поверхности, то это формирует фильм барьера между стеной и водой», заявляет Варанаси.

В тестах лаборатории, каковые применяли химикат по доверенности для метана, по причине того, что фактические клатраты метана формируются при условиях с большим давлением, каковые тяжело воспроизвести в лаборатории, совокупность, выполненная весьма действенно, заявляет команда. «Мы не видели, что каждые гидраты придерживались оснований», заявляет Варанаси.

Зов тайги