Количественная оценка
в . в. кузьмин
герметичности
газонаполненных систем
перед вводом в
V.V. KUZMIN
эксплуатацию
QUANTITATIVE ESTIMATION OF THE HERMETIC NATURE OF GAS FILLED SYSTEMS BEFORE PUTTING INTO OPERATION
Безопасность эксплуатации газонаполненных, в том числе и водородных, систем и, естественно, соответствующая экологическая обстановка непосредственно зависят от герметичности их оболочек и соединений. Изготовленные системы и их элементы (камеры, трубопроводы, арматура и др.) перед вводом в эксплуатацию испытывают на герметичность с помощью течеискателей различных видов. Оценка герметичности, т.е. свойства материалов и их конструкционных сборочных единиц не пропускать через себя определенные флюиды, является конечной целью этих испытаний. Количественно такая оценка выражается как в единицах массового расхода флюида (г/час, г/год), так и в единицах особой величины - потока газа, принятой в вакуумной технике, - м3Па/с, атмсм3/с и т.д. Устранение выявленных в процессе испытаний локальных сквозных дефектов представляет порой значительные трудности. В связи с этим необходимость и целесообразность этой процедуры должна быть обоснована, и поэтому проблема количественной оценки герметичности и на этой базе -прогнозирования возможных утечек газа (водорода) при эксплуатации становится в последнее время все более важной. Для водородных систем данная проблема усложняется физико-химическим воздействием водорода на конструкционные материалы и потенциальным возникновением утечек после некоторого времени эксплуатации.
Водородные течеискатели, т.е. приборы, ориентированные на локализацию нарушений герметичности именно по водороду существуют, но серийно не выпускаются, а также связаны с некоторыми затруднениями эксплуатационного характера. Поэтому на практике для испытаний герметичности водородных систем перед вводом их в эксплуатацию часто используют гелиевые течеискатели - аппараты, реагирующие на гелий в качестве пробного газа. Строгую оценку потоков Q, фиксируемых (при наличии сквозных дефектов) с помощью таких течеискателей производят путем сопоставления их соответствующих сигналов и с сигналом и , зарегистрированным при калибровке приборов по известному потоку Q/ (при том же режиме работы):
Оба сигнала и и и 'берутся с вычетом фоновых показаний приборов или с компенсацией их. Известный поток Q ' как правило, реализуется посредством присоединения к течеискателю некоторой меры потока - контрольной течи.
Q=Q' U/U'
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology Copyright©2000 by STC "TATA:
July 2000, Vol. 1
167
Следующая задача - прогнозирование возможной утечки реального газа, например, водорода, через обнаруженный при испытаниях сквозной дефект, в процессе эксплуатации системы. И, наконец, необходимо сравнить полученные значения с теми или иными техническими требованиями и нормативами (ПДК и др.) Решение данной задачи в целом является объектом анализа и расчетов, требующих учета ряда конкретных характеристик систем.
ACCUMULATION OF HYDROGEN IN CARBON NANOSTRUCTURES
The review of the data on interaction of hydrogen with carbon nanomaterials (fullerenes, singlewall nanotubes, graphitic nanofibres and their modifications, doped by metals) is introduced.
The progress in popular use of hydrogen in the capacity of ecologically clean source of energy in many respects depends on the decision of a problem of an effective method of its storage and carriage. However, any of applied now methods of hydrogen storage (under high pressure, in liquid state, in hydrides of metals and intermetallic compounds, in an adsorbed state at decreased temperatures) (Table 1) does not satisfy to the imposed requirements, for example, of Department of Energy of USA (the mobile systems of storage, containing hydrogen on mass - more of 6.5%, on volume - more than 63 kg/m3, are necessary) or International Energy Agency (the storage systems should contain not less than 5 mass. % of hydrogen and evolve it at temperature not above 373K).
Table 1. Traditional methods of hydrogen storage
Methods of Hydrogen content Volume content of
Hydrogen storage in sorbent, hydrogen, Notices
mass. % kg/m3
Gaseous H2 100 7.7 Large mass of container, small
(300K, 10 MPa) volume capacity
Liquid H2 (20K) 100 71 Large losses, high cost
Metalhydride
TiH2 4.0 150
MgH2 7.6 120 Insufficient capacity,
LaNi5H67 1.4 85 Necessity of preheating,
TiFeH2 1.9 96 Sensitiveness to impurity
Mg2NiH4 4.0 81
Cryoadsorbed
Absorbit 0.05-2 ~1-2 Necessity of cooling and
(155K, 6.9 MPa) compression
tarasov b.p.
Institute of Problems of Chemical Physics of RAS, 142432 Chernogolovka, Russia; E-mail: btarasov@icp.ac.ru
fir$- International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology Copyright©2000 by STC "TATA" July 2000, Vol. 1 16o
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.