Nowoczesne techniki monitorowania do zapewnienia bezpieczeństwa zbiorników z wodorem
Badania nad bezpiecznym wykorzystaniem wodoru opierają się przede wszystkim na wypadkach i obrażeniach odnotowanych w przeszłości w wyniku rozszczelnienia zbiorników podczas przechowywania i transportowania tego paliwa. Istniejące rozwiązania mechanicznego zabezpieczania zbiorników, metody wykrywania kruchości wodorowej na etapie produkcji i wykrywacze wycieków gazu nie są wydajne ani opłacalne. Co równie istotne, istniejące metody nie umożliwiają monitorowania w sposób ciągły w celu wczesnego wykrywania wad. W ramach finansowanego ze środków UE projektu SAFE H POWER (Continuous monitoring systems for the safe storage, distribution and usage of hydrogen power for transport) zaprojektowano systemy monitorujące do wykrywania i lokalizowania wad w pojazdach wodorowych i dużych zbiornikach na wodór. Partnerzy projektu opracowali trzy systemy monitorowania ciągłego wykorzystujące techniki emisji akustycznej i radiografii neutronowej. Nieprzerwane monitorowanie pozwala wcześnie wykrywać wszelkie wady mogące doprowadzić do wycieku, a dzięki temu zapobiegać awariom. Tani system czujników emisji akustycznych zainstalowany na zbiorniku z wodorem wykrywa sygnały dobiegające z dowolnego miejsca na ściankach zbiornika. System jest zasilany z akumulatora pojazdu, a w razie wykrycia wady zagrażającej integralności strukturalnej zbiornika wyświetla ostrzeżenie na desce rozdzielczej. Zbudowano system obejmujący cały zestaw czujników emisji akustycznych, przeznaczony do ciągłego monitorowania dużych zbiorników z wodorem na stacjach obsługi i w zakładach produkcyjnych, opracowując do niego rozszerzone oprogramowanie do przetwarzania sygnałów. Oprogramowanie przetwarza dane z wielu czujników, wykorzystując techniki triangulacji do precyzyjnego lokalizowania wad na podstawie danych. W trzecim systemie zastosowano techniki radiografii neutronowej i umożliwia on wykrywanie wad w zbiornikach kompozytowych. System nie daje jednak możliwości uzyskania pełnego obrazu wad w zbiornikach z wodorem, przez co w obecnej postaci nie nadaje się do zastosowań praktycznych i komercyjnych. Prace projektu SAFE H POWER umożliwiły powstanie rozwiązań zwiększających bezpieczeństwo i odpowiadających zapotrzebowaniu na system inspekcji do monitorowania powstawania i wzrostu pęknięć zmęczeniowych w zbiornikach z wodorem stosowanych w pojazdach, na stacjach i na innych etapach łańcucha dostaw wodoru.
Słowa kluczowe
Wodór, przechowywanie wodoru, SAFE H POWER, emisje akustyczne, radiografia neutronowa
