Diseño de un banco de pruebas para materiales de tuberías sometidas a altas presiones y diferentes mezclas de gas natural/hidrogeno

Abstract

El proyecto busca desarrollar un banco de pruebas que permita evaluar el daño causado al material de las tuberías por la exposición de hidrógeno y determinar el tiempo de vida útil restante de los gasoductos. En este sentido se presenta el alcance del trabajo, que busca desarrollar un banco de pruebas aceleradas en el que se obtengan resultados que puedan responder las siguientes preguntas: ¿Puede utilizarse la infraestructura de gasoductos de gas natural existente de Promigas S.A.S para el transporte de hidrogeno? ¿Cuál es el tiempo de vida útil que les queda a las tuberías existentes si se decide transportar hidrogeno bajo un determinado porcentaje en la mezcla? ¿Cuál es el costo de la elaboración del banco de pruebas? ¿Es viable económicamente? ¿Cuáles son los riesgos y medidas de seguridad que se deben de afrontar? Por lo que, el diseño del sistema tiene como criterios principales la resistencia a altas condiciones de, la extrapolación de los resultados obtenidos a condiciones reales y la versatilidad de ajustar los parámetros de prueba de acuerdo con las condiciones de evaluación. Por otra parte, se proponen los ensayos destructivos y no destructivos para evaluar el impacto del hidrogeno luego de exponer los especímenes a la difusión del gas, asimismo cada prueba se debe realizar de acuerdo a su respectivo estándar. A su vez, se presentan el modelo que explica el fenómeno de la difusión, el dimensionamiento de los dispositivos que componen el sistema y el plano a detalle de cada uno de ellos incluyendo el alojamiento. Además, se elaboró un análisis de gestión de riesgos junto con un plan de acción para mitigar los escenarios con riesgos potenciales, acompañado de los impactos ambientales y económicos correspondientes. En síntesis, el proyecto se enmarca en la implementación de tecnologías innovadoras de ingeniería en el contexto de un desarrollo sostenible y contribuye a la descarbonización y transición energética.

The project seeks to develop a test bench to evaluate the damage caused to the pipeline material by hydrogen exposure and to determine the remaining useful life of the pipelines. In this sense, the scope of the work is presented, which seeks to develop an accelerated test bench to obtain results that can answer the following questions: Can the existing natural gas pipeline infrastructure of Promigas S.A.S. be used to transport hydrogen? What is the remaining useful life time of the existing pipelines if it is decided to transport hydrogen under a certain percentage in the mixture? What is the cost of developing the test bench? Is it economically viable? What are the risks and safety measures that must be faced? Therefore, the main criteria for the design of the system are the resistance to high conditions, the extrapolation of the results obtained to real conditions and the versatility of adjusting the test parameters according to the evaluation conditions. On the other hand, destructive and non-destructive tests are proposed to evaluate the impact of hydrogen after exposing the specimens to the gas diffusion, likewise each test must be performed according to its respective standard. At the same time, the model that explains the diffusion phenomenon, the sizing of the devices that compose the system and the detailed drawing of each one of them including the housing are presented. In addition, a risk management analysis was prepared together with an action plan to mitigate potential risk scenarios, together with the corresponding environmental and economic impacts. In summary, the project is part of the implementation of innovative engineering technologies in the context of sustainable development and contributes to decarbonization and energy transition.