مسدودکننده های هیدروژلی نانوکامپوزیتی برای جلوگیری از نشت گاز طبیعی در زمان جوشکاری

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی ارومیه، صندوق پستی 419 ـ 57155، ارومیه، ایران

2 شرکت گاز استان آذربایجان غربی، صندوق پستی 334 ـ 57155، ارومیه، ایران

چکیده

در این پژوهش، نسل جدیدی از مسدود کننده­ های خطوط لوله گازدار توزیع و انتقال گاز طبیعی برای جلوگیری از نشت گاز در زمان انجام عملیات جوشکاری بر پایه هیدروژل­ های نانوکامپوزیتی تهیه شده است. مسدود کننده­ های هیدروژلی نانوکامپوزیتی بر پایه هیدروژل پلی وینیل الکل به عنوان فاز زمینه و نانو خاک رس مونت موریلونیت به عنوان فاز تقویت کننده تهیه شدند. برخی ویژگی­ های ساختاری، فیزیکی و مکانیکی مسدود کننده­ ها بر پایه آزمون ­های تجربی بررسی شد. همچنین سینیتک خشک شدن و عملکرد مسدود کنندگی آن­ ها نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. نتیجه­ ها نشان داد که مسدود کننده­ ها دارای شکل شناسی احتمالی از هم گسیخته بوده و حضور مونت موریلونیت در ساختار آن­ ها موجب افزایش میزان اتصال­ های عرضی و بهبود ویژگی­ های مکانیکی (افزایش 280 درصدی در مدول الاستیک و کاهش 43 درصدی در ازدیاد طول تا پارگی )  می­ شود. نتیجه­ های آزمون خشک شدن نشان داد که مسدود کننده­ها در مدت زمان یک ساعت به حدود 60 تا 70 درصد وزن اولیه خود کاهش وزن می­یابند. نتیجه­ های آزمون بررسی عملکرد مسدود کنندگی نشان داد که مسدود کننده­ ها قابلیت تحمل فشار گاز تا psi 9 را دارا هستند. نتیجه­ ها نشان داد که قابلیت مسدود کنندگی و بیشینه فشار قابل تحمل مسدود کننده­ ها با افزایش قطر و طول مسدود کننده افزایش می ­یابد. آزمون ­های انجام شده به منظور بررسی قابلیت مسدودکنندگی مسدود کننده­ ها اثبات کننده ­ی عملکرد یگانه آن­ ها در انسداد و درزبندی کامل خطوط لوله گاز به منظور جلوگیری از نشتی گاز طبیعی بود. در مجموع، می ­توان عنوان نمود که هیدروژل­ های نانوکامپوزیتی تهیه شده گزینه ­ای مناسب برای استفاده به عنوان مسدود کننده ­های نوین در انجام عملیات جوشکاری خطوط لوله گاز طبیعی به شمار می ­آیند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Treloar R.D., “Gas Installation Technology”, Second Edition, John Wiley & Sons, Inc., United Kingdom (2010).

[2] Amend B., Bruce W.A., Welding on In-service Pipelines: Dispelling Popular Myths and Misconceptions, Can. Welding Assoc. J., Spring: 30-39 (2013).

[3] کیوان­پور، علی؛ صرفه­نیا، منوچهر؛ "ایمنی گاز طبیعی در شبکه­های گازرسانی و ایستگاه­های تقلیل فشار"، آموزش نیروی انسانی شرکت ملی گاز ایران (1382).

[4] نوبخت اصل، فاطمه؛ کردتبار، مهران، سنتز و شناسایی هیدروژل‌های ابر جاذب نانوکامپوزیت مغناطیسی آهن بر پایه صمغ زانتان اصلاح شده با استفاده از اکریلیک اسید، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 35: 33 تا 38 (1395).

 [5] Byrne M.E., Park K., Peppas N.A., Molecular Imprinting Within Hydrogels, Adv. Drug Delivery Rev., 54: 149-161 (2002).

[6] Ganji F., Vasheghani-Farahani S., Vasheghani-Farahani E., Theoretical Description of Hydrogel Swelling: A Review, Iran. Polym. J., 19: 375-398 (2010).

[7] Peppas N.A., Bures P., Leobandung W., Ichikawa H., Hydrogels in Pharmaceutical Formulations, Eur. J. Pharm. Biopharm., 50: 27-46 (2000).

[8] Mohammad Beigi S., Babapoor A., Maghsoodi V., Mousavi S.M., Rajabi N., Batch Equilibrium and Kinetics Studies of Cd (II) Ion Removal from Aqueous Solution Using Porous Chitosan Hydrogel Beads, Iran. J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), 28: 81-89 (2009).

[9] Sirousazar M., Kokabi M., Hassan Z.M., In Vivo and Cytotoxic Assays of a Poly(vinyl alcohol)/Clay Nanocomposite Hydrogel Wound Dressing, J. Biomater. Sci., Polym. Ed., 22: 1023-1033 (2011).

[10] Tajeddin B., Ramedani N., Preparation and Characterization (Mechanical and Water Absorption Properties) of CMC/PVA/Clay Nanocomposite Films, Iran. J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), 35: 9-15 (2016).

[11] Abdurrahmanoglu S., Can V., Okay O., Equilibrium Swelling Behavior and Elastic Properties of Polymer–Clay Nanocomposite Hydrogels, J. Appl. Polym. Sci., 109: 3714-3724 (2008).

[12] Can V., Abdurrahmanoglu S., Okay O., Unusual Swelling Behavior of Polymer-Clay Nanocomposite Hydrogels, Polymer, 48: 5016-5023 (2007).

[13] Haraguchi K. Takehisa T., Nanocomposite Hydrogels: A Unique Organic–Inorganic Network Structure with Extraordinary Mechanical, Optical, and Swelling/De-swelling Properties, Adv. Mater., 14: 1120-1124 (2002).

]14[ سیروس آذر، محمد؛ کوکبی، مهرداد؛ حسن، زهیر محمد، بررسی خواص مکانیکی هیدروژل­های نانوکامپوزیتی پلی وینیل الکل، مجله علوم و تکنولوژی پلیمر، 17: 273 تا 280 (1383).

[15] Sirousazar M., Kokabi M., Hassan Z.M., Bahramian A.R., Mineral Kaolinite Clay for Preparation of Nanocomposite Hydrogels, J. Appl. Polym. Sci., 125: E122-E130 (2012).

[16] بشارتی سیدانی، عباس؛ غلامی، محمدرضا، تخریب فوتوکاتالیستی یک نمونه رنگ آزو به کمک نانوکامپوزیت­های بر پایه TiO2 اصلاح شده با فلزهای Pt، Pd و Ni، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 34:39 تا 49 (1394).

[17] Sirousazar M., Kokabi M., Hassan Z.M., Swelling Behaviour and Structural Characteristics of Polyvinyl Alcohol/Montmorillonite Nanocomposite Hydrogels, J. Appl. Polym. Sci., 123: 50-58 (2012).

[18] Mansoori Y., Salemi H., Nanocomposite Hydrogels Composed of Cloisite 30B-graft-Poly(acrylic acid)/Poly(acrylic acid): Synthesis and Characterization, Polym. Sci. Ser. B, 57: 167-179 (2015).

[19] Pooresmaeil M., Mansoori Y., Mirzaeinejad M., Khodayari A., Efficient Removal of Methylene Blue by Novel Magnetic Hydrogel Nanocomposites of Poly(acrylic Acid), Adv. Polym. Tech., DOI:10.1002/adv.21665 (2016).

[20] Li P., Siddaramaiah, Kim N.H., Yoo G.H., Lee J.H., Poly(acrylamide/laponite) Nanocomposite Hydrogels: Swelling and Cationic Dye Adsorption Properties, J. Appl. Polym. Sci., 111: 1786-1798 (2009).

[21] Sirousazar M., Kokabi M., Hassan Z.M., Bahramian A.R., Polyvinyl Alcohol /Na-Montmorillonite Nanocomposite Hydrogels Prepared by Freezing-Thawing Method: Structural, Mechanical, Thermal and Swelling Properties, J. Macromol. Sci. Part B Phys., 51: 1335-1350 (2012).

[22] Sirousazar M., Kokabi M., Hassan Z.M., Bahramian A.R., Dehydration Kinetics of Polyvinyl Alcohol Nanocomposite Hydrogels Containing Na-Montmorillonite Nanoclay, Sci. Iran. Trans. F: Nanotech., 18: 780-784 (2011).