Industrie und private Verbraucher sind auf \u00d6l- und Gaspipelines angewiesen, die sich \u00fcber Tausende von Kilometern unter Wasser erstrecken. Nicht selten verstopfen Ablagerungen diese Pipelines. Bisher gibt es nur wenige M\u00f6glichkeiten, die Bildung von Pfropfen in-situ und zerst\u00f6rungsfrei zu identifizieren. Neutronen k\u00f6nnen das erheblich erleichtern, wie Messungen an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) der Technischen Universit\u00e4t M\u00fcnchen (TUM) zeigen.<\/p>\n\n\n\n
\u00d6l- und Gaspipelines sind die Schlagadern unserer Energieversorgung. Wie die Nord Stream-Pipelines transportieren sie die Energietr\u00e4ger \u00fcber weite Strecken unter Wasser zu Lager- und Produktionsst\u00e4tten an Land.<\/p>\n\n\n\n
Aber nicht nur Lieferengp\u00e4sse k\u00f6nnen zu Versorgungsproblemen f\u00fchren. Unter bestimmten Bedingungen kann das Gemisch in den Pipelines, das typischerweise aus Gas, \u00d6l und Wasser besteht, sehr z\u00e4hfl\u00fcssig werden und sogar feste Phasen bilden, so die TUM in einer Pressemeldung<\/a>.<\/p>\n\n\n\n Besonders unangenehm f\u00fcr Betreiber sind feste Hydrate, die sich aus Gas und Wasser bilden, etwa, wenn sich das Gemisch bei l\u00e4ngerem Stillstand der Pipeline auf die niedrigen Temperaturen des Meeresbodens abk\u00fchlt.<\/p>\n\n\n\n Um eine Verstopfung vor Ort zu beheben, muss zun\u00e4chst der betroffene Abschnitt der Pipeline gefunden werden. Da sie sich \u00fcberall entlang der Pipeline gebildet haben kann, ist es eine gro\u00dfe Herausforderung, die Verstopfung von au\u00dfen zu lokalisieren.<\/p>\n\n\n\n Bisher werden W\u00e4rmebildkameras und Gammastrahlen verwendet, um die Verstopfungen zu erkennen. Keine dieser Methoden funktioniert jedoch unter Wasser. Ultraschall hingegen dringt problemlos in Wasser ein, allerdings sind durch die Pipelinewand die Hydratbl\u00f6cke nur im Nahbereich von au\u00dfen zu erkennen.<\/p>\n\n\n\n Da Unterwasserpipelines in Tiefen von bis zu 2000 Metern verlegt werden und oft nat\u00fcrlicherweise von Meeresbodenmaterialien wie Sand oder Schlick bedeckt sind, wirft dies weitere praktische Schwierigkeiten auf. Hinzu kommt, dass sich die akustischen Impedanzen der Hydratphase und anderen Phasen des Roh\u00f6lgemischs kaum unterscheiden.<\/p>\n\n\n\n TechnipFMC, ein auf Unterwasserpipelines spezialisiertes Unternehmen mit weltweit rund 20.000 Mitarbeitern, war \u201eauf der Suche nach einer effizienteren Methode, um trotz dicker W\u00e4nde ber\u00fchrungslos, zerst\u00f6rungsfrei und zuverl\u00e4ssig die Propfen zu finden\u201c, sagt Dr. Xavier Sebastian, ein Projektleiter des Unternehmens.<\/p>\n\n\n\n \u201eNeutronen sind die perfekte Sonde f\u00fcr die anstehende Aufgabe\u201c, schlug Dr. Sophie Bouat, CEO von Science-S.A.V.E.D. (Scientific Analysis Vitalises Enterprise Development) daraufhin vor und stellte den Kontakt zu den Wissenschaftlern des Heinz Maier-Leibnitz-Zentrums<\/a> in Garching bei M\u00fcnchen her.<\/p>\n\n\n\n \u201eMit der Prompten Gamma-Neutronen-Aktivierungsanalyse lassen sich insbesondere leichte Atome und Wasserstoff sehr genau nachweisen\u201c, f\u00e4hrt sie fort. Da sich Hydrate sowie \u00d6l und Gas in ihrem Wasserstoffgehalt erheblich unterscheiden, sollte es m\u00f6glich sein, Verstopfungen durch Messung der Wasserstoffkonzentration zu erkennen.<\/p>\n\n\n\n Dr. Ralph Gilles, Industriekoordinator an der Forschungs-Neutronenquelle FRM II<\/a> f\u00fchrte zusammen mit weiteren Kollegen der Technischen Universit\u00e4t M\u00fcnchen und des Forschungszentrums J\u00fclich eine Machbarkeitsstudie zu diesem Thema durch.<\/p>\n\n\n\n Mit dem Instrument PGAA<\/a> (Prompt Gamma Activation Analysis), das kalte Neutronen des FRM II nutzt, durchleuchtete das Forschungsteam Proben und konnte belegen, dass auf diese Weise tats\u00e4chlich zwischen \u00d6l und Gas beziehungsweise dem Pfropf unterschieden werden kann.<\/p>\n\n\n\n An der Radiographie- und Tomographieanlage NECTAR<\/a> und dem Instrument FaNGAS<\/a> (Fast Neutron Induced Gamma Ray Spectroscopy) zeigten sie mit Hilfe schneller Neutronen aus dem FRM II, dass eine ausreichend gro\u00dfe Anzahl von Neutronen die Metallw\u00e4nde der Pipeline durchdringen, um die jeweilige Messung zu erm\u00f6glichen, und dass die Messung auch unter Wasser gut funktioniert.<\/p>\n\n\n\n Die Ergebnisse zeigen klar, dass Neutronen f\u00fcr diese Anwendung ideal geeignet sind. \u201eUnsere Experimente haben au\u00dferdem gezeigt, dass wir sogar einen in Entstehung befindlichen Pfropf von einer voll entwickelten Blockade unterscheiden k\u00f6nnen\u201c, sagt Dr. Ralph Gilles. \u201eDas ist sehr vorteilhaft, denn dann kann man sogar ein Rohrsegment pr\u00e4ventiv erhitzen, um die Verstopfung wegzuschmelzen, bevor sie sich vollst\u00e4ndig ausbildet.\u201c<\/p>\n\n\n\n In der Praxis bewegt sich ein mobiler Detektor mit einer kleinen Neutronenquelle entlang der Pipeline hin und her, um nach Pfropfen zu suchen. \u201eWir freuen uns sehr, dass wir mit Hilfe der Messungen an der Forschungs-Neutronenquelle nun eine effiziente Methode gefunden haben, die in Zukunft das Auffinden dieser Pfropfen deutlich erleichtert\u201c, sagt Dr. Xavier Sebastian.<\/p>\n\n\n\n Auch interessant: <\/strong><\/em>PipePredict sagt vorher wann das Wasser nicht mehr fliessen wird<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2084,"featured_media":347864,"template":"","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":""},"categories":[36843],"tags":[126542,125743,126545,126548,125578,25364],"location":[24328],"internal_archives":[],"class_list":["post-347863","selected","type-selected","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","category-digital-de-de","tag-gaspipelines-de","tag-neutronen-de","tag-oel-de","tag-pipelines-de","tag-technischen-universitaet-muenchen-de","tag-tum-de-de","location-deutschland"],"blocksy_meta":[],"acf":[],"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2022\/01\/3N91nWNf-csm_Schmoker_P1000974_15x22_0a0f3bf3fa-scaled-1.jpg","coauthors":[],"author_meta":{"author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/mauro-mereu\/","display_name":"Mauro Mereu"},"relative_dates":{"created":"Posted 4 years ago","modified":"Updated 4 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on 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Neutronen als perfekte Sonde<\/h3>\n\n\n\n
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Eine kleine Neutronenquelle erkennt Pfropfen<\/h3>\n\n\n\n