پوشش سطح جدیدی این امکان را فراهم کرده است که آب به جای پخش شدن بر سطح لوله، به صورت قطره درآید. این عمل باعث جلوگیری از تشکیل یخی میشود که قادر به ایجاد گرفتگی در خطوط لوله یا چاه نفت میباشد.
تیمی از پژوهشگران MIT به راه حلی دسته یافتهاند که ممکن است مانع از نشت نفت به هنگام حفاری شود. همچنین امکان دارد که از گرفتگیهای داخل خطوط لوله نفت و گاز جلوگیری کند؛ چراکه این گرفتگیها میتواند منجر به تعطیل شدنهای پرهزینه جهت تمیزکاری یک لوله و یا حتی بدتر از آن، یعنی ترکیدن خط لوله به خاطر تجمع فشار شود.
نکته کلیدی این سیستم جدید، پوششدهی داخل لوله با لایهای از یک ماده است که پخش شدن لایه ضدآبی را بر سطح داخلی لوله بهبود میبخشد. این لایه حائلی که توسط تیم کشف شده است، به طور موثری میتواند مانع از چسبندگی ذرات یخ یا قطرات آب به دیواره شود و بنابراین از ایجاد کلاتراتها که باعث کندی یا توقف جریان میشوند، جلوگیری به عمل میآورد.
برخلاف روشهای قبلی همچون حرارتدهی دیوارههای لوله، کاهش فشار یا استفاده از افزودنیهای شیمیایی که میتوانند پرهزینه و آلودهکننده باشند، این روش جدید کاملاً منفعل(passive) است؛ بدین معنی که با یکبار استفاده، دیگر به انرژی یا ماده بیشتری نیاز ندارد. سطح پوششدهی شده، هیدروکربنهای مایعی را که در نفت جاری موجود است، به خود جذب کرده و یک لایه نازک سطحی تشکیل میدهد که به طور طبیعی آب را دفع میکند. در وهله اول این پدیده باعث جلوگیری از اتصال یخها به دیواره میشود.
طبق گفتههای وراناسی، استادیار مهندسی مکانیک کریپا، اقدامات موجود برای جلوگیری که با عنوان اقدامات اطمینان از جریان شناخته میشوند، بسیار پرهزینه یا برای محیط زیست مضرند و در حال حاضر این اقدامات سالانه صدها میلیون دلار هزینه ایجاد میکند. بدون آن اقدامات نیز هیدرات ایجاد شده که منجر به کاهش شدت جریان و در نتیجه درآمد میشود و در صورتی که انسداد ایجاد کند، میتواند خرابیهای فجیعی را به بار آورد که مشکل اصلی صنایع در حوزه ایمنی و اعتبار است.
آریندام داس میگوید: “مشکل حتی میتواند از این هم بزرگتر شود؛ چرا که هیدراتهای متان را که در مناطق زیادی مثل فلاتهای قارهای به وفور وجود دارد، در صورت ابداع راهی برای استخراج آن میتوان به چشم منبع سوختی جدید و بزرگی دید. این ذخایر به طور قابل ملاحظهای میتوانند همه ذخایر شناخته شده نفت و گاز طبیعی روی زمین و در اعماق دریاها را تحت الشعاع قرار دهند.”
این ذخایر نسبت به چاههای نفت و گاز موجود بیشتر در معرض خطر انجماد و انسداد هستند. ممانعت از تشکیل یخ شدیداً به جلوگیری از چسبیدن اولین ذرات کلاترات به لوله بستگی دارد. داس توضیح میدهد که : ” آنها به محض اتصال به دیواره، ذرات کلاترات دیگر را به سرعت جذب میکنند. هدف ما مطالعه چگونگی به حداقل رساندن این اتصال اولیه در دیوارههای لوله بود.”
این محصول مشابه پوششهای دیگریست که در ظروف مواد مختلف برای جلوگیری از چسبندگی محتویات آن به دیوارهها استفاده میشود: مثل عسل و سس کچاپ؛ با این تفاوت که در این پروژه، به جای استفاده از روان کننده روی سطح، از مایعی استفاده شده است که در محیط زیست موجود میباشد. مشخصه اصلی در تشکیل کلاترات وجود آب است. بنابراین تا زمانی که آب از دیوارهها دور نگه داشته شود، از تشکیل کلاترات جلوگیری میشود. همچنین تا هنگامی که هیدروکربنهای مایع موجود در نفت به دیواره چسبیدهاند، به لطف شباهت شیمیایی پوشش سطحی، به خوبی میتوان آب را از دیواره دور نگه داشت.
وراناسی میگوید: “اگر نفت موجود در لوله بتواند راحتتر بر سطح گسترده شود، لایهای حائل میان آب و دیواره تشکیل میشود.” طبق آزمایشات انجام شده که در آنها به جای متان از ماده شیمیایی پروکسی استفاده شده است-زیرا کلاتراتهای واقعی متان تحت فشار بالا تشکیل میشود که تولید آن برای آزمایش مشکل است- عملکرد سیستم بسیار رضایتبخش بوده است و هیچگونه هیدراتی دیده نشده که به لایهها چسبیده باشد.
نوشته پوشش جدید برای جلوگیری از انسداد خط لوله اولین بار در عکاظ خاورمیانه پدیدار شد.
