Proyecto final de Grado: Estudio del comportamiento a la fragilización por hidrógeno de aceros destinado al transporte de hidrógeno por ductos
Fecha
2022-09
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Resumen
En la actualidad, el mundo va en camino a reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2) debido al fuerte impacto ambiental que representa. En este sentido, el desarrollo de nuevas tecnologías en el sector de la energía ha encontrado en el hidrógeno un combustible que puede ayudar a mejorar la situación actual. Uno de los beneficios que posee el hidrógeno como combustible es el hecho de ser muy liviano. Por ende, al llenar un tanque con unos pocos kilogramos (en comparación a otros combustibles) se puede recorrer grandes distancias. Esta propiedad se llama gran densidad energética por unidad másica. Es lo que lo hace ideal para vehículos que requieren realizar grandes distancias con una sola recarga y tienen como factor limitante el peso que pueden cargar. Al igual que el almacenamiento, el transporte de hidrógeno es una parte fundamental de la cadena de suministro debido al desafío tecnológico y a las dificultades en la manipulación de este elemento. En la actualidad las dos formas de transporte terrestre utilizadas son a través de camiones con hidrogeno comprimido y a través de ductos. En el presente estudio se hará foco al transporte de ductos y específicamente al comportamiento de los materiales frente al mismo. El uso de ductos es análogo al transporte de gas natural. Aproximadamente existen actualmente 2.000 km de cañerías que transportan exclusivamente hidrógeno en Estados Unidos, cuyos dueños son los fabricantes del gas. Las cañerías se usan para transportar a grandes usuarios, como refinerías y plantas petroquímicas. Se trata de una opción de elevado costo pero que adquiere atractivo cuando se trata con volúmenes de producción muy grandes. Requiere de una gran inversión inicial de capital siendo esto una limitante a la hora de decidir en invertir en este tipo de infraestructura. Actualmente, se investiga en el poder del hidrógeno para penetrar el acero y las soldaduras debido a su alta difusividad, además de su capacidad de fragilizarlo a partir del fenómeno de Embrittlement (fragilización). El problema que se ha comentado es lo que motiva el siguiente estudio sobre un el comportamiento de los aceros existentes de las líneas de transporte de gas en Argentina y su viabilidad para el transporte de hidrógeno. El objetivo del trabajo es poder determinar el comportamiento de un acero de baja aleación fabricado por Grupo Techint S.A. en un ambiente de hidrógeno presurizado haciendo foco al comportamiento de una fisura inducida mediante fatiga en un ensayo controlado. Una vez que el acero en cuestión es expuesto al ambiente mencionado por un período de tiempo determinado (en nuestro caso será de 1000hs) se estudiarán las variaciones que presenten las fisuras en las distintas probetas ensayadas. Para realizar el estudio se comenzó analizando las normas técnicas involucradas y una vez terminada su lectura se desarrolló un método para obtener la fisura deseada que cumpla con los requisitos impuestos por estas. Se han diseñado y fabricado los dispositivos necesarios para vincular las probetas a la máquina de ensayo y luego se comenzó la puesta a punto de este. En principio, se fabricaron las primeras probetas para poder lograr un mejor manejo de la máquina, y a su vez, para lograr la puesta a punto de los parámetros del ensayo. Una vez que se han obtenido los resultados buscados en las probetas de prueba, se fijan los valores de los parámetros y los pasos a seguir del ensayo. Por otro lado, se ha realizado un exhaustivo estudio metalúrgico del material para poder determinar la composición del mismo, sus propiedades mecánicas y el tipo de inclusiones no metálicas presentes.
Descripción
Palabras clave
HIDRÓGENO, METALOGRAFÍA, MORSETERÍA