Целостность и безопасность трубопроводов и резервуаров для хранения имеют решающее значение, поскольку этанол легко воспламеняется и при определенных концентрациях может оказывать неблагоприятное воздействие на окружающую среду.«Одной из наиболее важных проблем, связанных с целостностью трубопроводов и резервуаров, является склонность этанола в концентрациях выше 20 об.% В бензине вызывать растрескивание стали», — объясняет Нараси Шридхар, вице-президент, директор программы материалов в Det Norske Veritas. «Это явление называется коррозионным растрескиванием под напряжением».Международный совет по исследованиям трубопроводов, консорциум трубопроводных компаний, и Управление по безопасности трубопроводов и опасных материалов Министерства транспорта США финансировали интенсивные исследования по поиску причины растрескивания стали в этаноле с 2005 по 2012 год.«Мы обнаружили, что растворенный кислород в этаноле вызывает растрескивание, и если кислород можно удалить, крекинг можно предотвратить.
Эти и другие технические меры могут лечь в основу безопасной транспортировки этанола», — говорит Сридхар.Фундаментальный механизм того, как кислород вызывает растрескивание стали, описан в статье Лю и др., Опубликованной в журнале CORROSION. Эта статья важна, потому что было чрезвычайно трудно отделить фундаментальные процессы, происходящие в этаноле, из-за его низкой электропроводности.
Разрабатывая новые методы, исследователи обнаружили, что кислород имеет два эффекта, которые вместе вызывают растрескивание стали.«Первый эффект заключается в том, что кислород защищает большую часть стальной поверхности. Может показаться нелогичным, что защита может привести к растрескиванию стали, но, защищая большую часть кислородных каналов стальной поверхности, вся деградация будет происходить на изолированных участках стали, которые сильно подвержены коррозии. «Такая целенаправленная деградация приводит к быстрому проникновению стали», — говорит Шридхар. «Другой эффект кислорода заключается в том, что он ускоряет процессы коррозии в незащищенной части стали. Коррозия — это электрохимический процесс, при котором на каждый атом железа, вызывающего коррозию, выделяются два электрона.
Кислород поглощает испускаемые электроны. из-за коррозии стали и ускоряет коррозию стали ".Практическое значение этой статьи состоит в том, что теперь можно предотвратить коррозионное растрескивание под напряжением, не прибегая к полному удалению кислорода из этанола, что является дорогостоящим делом.
Жертвенные металлы, например, можно использовать для предотвращения растрескивания. Ингибиторы также можно использовать для предотвращения растрескивания за счет более быстрого преобразования защитной пленки на стали.