In Situ Hidrogênio de alta pressão tribológicas de ensaios de materiais de polímero comum usados na infra-estrutura de entrega de hidrogênio

Summary

Uma metodologia de ensaio para quantificar Propriedades tribológicas dos polímeros utilizados no serviço de infra-estrutura de hidrogênio é demonstrada e resultados característicos de um elastômero comuns são discutidos.

Abstract

Gás de hidrogênio de alta pressão é conhecido por afetar adversamente componentes metálicos de compressores, mangueiras, válvulas e atuadores. No entanto, relativamente pouco é conhecido sobre os efeitos de hidrogênio de alta pressão sobre os materiais de vedação e barreira de polímero também encontrados dentro desses componentes. Estudo mais é necessário para determinar a compatibilidade de materiais de polímero comum encontrado nos componentes da infra-estrutura de entrega de combustível de hidrogênio com hidrogênio de alta pressão. Como resultado, é importante considerar as alterações nas propriedades físicas, tais como o atrito e desgaste em situ , enquanto o polímero é exposto a hidrogênio de alta pressão. Neste protocolo, apresentamos um método para testar a fricção e usar propriedades de amostras de elastômero etileno propileno dieno monômero (EPDM) em um ambiente hidrogênio de alta pressão MPa 28 usando um Custom-Built em situ pin-na-plano linear reciprocating tribometer. Resultados representativos de teste são apresentaram que indicam que o coeficiente de atrito entre o cupom de amostra EPDM e superfície de aço do contador é aumentada em hidrogênio de alta pressão em comparação com o coeficiente de atrito, da mesma forma, medido em ar ambiente.

Introduction

Nos anos recentes, tem havido grande interesse em hidrogênio como uma emissão de potencial zero ou quase zero de emissões combustível em veículos e fontes de energia estacionária. Desde que o hidrogênio existe como um gás de baixa densidade à temperatura ambiente, a maioria dos aplicativos usam alguma forma de hidrogénio comprimido para combustível. ^{1 , 2} uma desvantagem potencial do uso comprimido, gás de hidrogênio de alta pressão é incompatibilidade com muitos materiais encontrados dentro infra-estrutura^2,3,4 e apl....

Protocol

O experimento aqui descrito requer o uso de gás de hidrogênio que é inodoro, incolor e assim indetectável pelos sentidos humanos. O hidrogênio é altamente inflamável e queima com um azul quase invisível da flama e pode se formar misturas explosivas na presença de oxigênio. Altas pressões superiores a 6.9 MPa adicionar perigos de explosão adicional que devem ser adequadamente planejados para preparação para qualquer teste. Esta quantidade de energia armazenada representa um perigo de segurança graves e, portanto, due diligence, planejamento e uma segurança avaliação deve ser executada antes de realizar tal experiência para assegurar que estes riscos são atenuados. A ex....

Results

Utilizando a metodologia apresentada, o coeficiente do fator de atrito e desgaste cinético para uma amostra de elastómero pode ser medido em um ambiente de hidrogênio de alta pressão. Os dados representativos apresentados na Figura 1 mostram que, em um ambiente de hidrogênio de alta pressão, maior força é necessária para mover a amostras de polímero EPDM sob a superfície de aço do contador. Usando a relação entre a normal da força F_N e a força de a.......

Discussion

Técnicas atuais de ex situ para tribológicas de teste de materiais de polímero requerem amostras para ser exposto ao hidrogênio de alta pressão, que são então despressurizadas antes de ser testado utilizando um tribometer comercial. ^{15 , 24 , 25} a metodologia de teste neste protocolo foi projetada para permitir testes das propriedades tribológicas de amostras de polímero em um ambiente de alta pressão em situ. .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Folha de Estoque de Polímero EPDM	McMaster-Carr	8525T68	24" x 24", 1/8" Vaso de Pressão de
Espessura, Autoclave	Fluitron Inc.	8308-1788-U	5" diâmetro, 1' categoria
Praxair	HY4.5	gás de hidrogênio da pureza alta	, 5ppm O2, 5 ppm Sensor avançado
O2	do T2	0-5ppm dos micro instrumentos escala mínima, máximo de 10,0000ppm.
Detergente Líquido para Lavar Louça Pré-purificado Argon Gas	Oxarc	LCCO-HP818	de Alta Pureza, 99.998%
Garrafa	de		32 oz, Esponja
Resistente ao Mofo	McMaster-Carr	7309T1	6" de comprimento x 3 -1/2" de largura x 1" de altura, fita
selante de rosca de tubo PTFE	McMaster-Carr	4591K12	1/2" de largura, branco Conexões de
Tubo de Gás	Swagelok	SS-400-1-4	1/4" OD, aço inoxidável, rosca macho NPT
Matriz de Acionamento por Martelo	McMaster-Carr	3427A22	7/8" com Furador de Martelo
	Omega	LD320-2.5	2,5 mm, saída CA, guiada com mola
Anel de vedação para autoclave	Fluitron Inc.	A-4511	Hastelloy C-276, 5-3/4" OD x 5" ID x 3/8"
Chave de Torque	McMaster-Carr	85555A422	Chave Limitadora de Torque Ajustável, Liberação Rápida, 1/2" Acionamento Quadrado, 50-250 pés-lbs. Martelo de
McMaster-Carr	5939A11	Mallet	, 2-1/4 lbs.
Sensor de Carga Capacitivo Mini iLoad	Sensores Loadstar	MFM-050-050-S*C03	50 lb, Calibração U, Precisão de 0,5%, Aço