La permeabilidad y la fragilización son problemas que impiden la realización de una infraestructura de hidrógeno viable y madura. En el caso de los sensores de presión y temperatura, el uso de materiales que protejan contra estas condiciones es crucial para la seguridad y la rentabilidad de la industria química.
Como ya se mencionó en la primera parte de esta serie de artículos de blog, la permeabilidad y la fragilización del hidrógeno son problemas importantes que deben superarse para conseguir una infraestructura de hidrógeno madura. El hidrógeno molecular (H2) puede atravesar la mayoría de los materiales no metálicos. Cuando el hidrógeno entra en contacto con superficies metálicas, se necesita relativamente poca energía -incluso en condiciones ambientales- para disociar el gas en su forma atómica y luego en los iones que tan fácilmente pueden penetrar en la estructura reticular de la mayoría de los metales. Cuanto mayor sea la energía presente en el entorno, como temperaturas y presiones de proceso extremas, más rápidamente se producirá la permeación y la fragilización en los tanques de almacenamiento y las tuberías.
Los instrumentos de medición también se enfrentan a los mismos problemas, que se traducen en desviaciones de la señal y fallos mecánicos. Afortunadamente, hay formas de superar estos y otros retos.
Materiales resistentes a la permeación y la fragilización
Los instrumentos de medición utilizados en un entorno de hidrógeno deben estar fabricados con metales con una disposición celular muy compacta. Entre ellos se incluyen el 316L (acero inoxidable 316 con bajo contenido en carbono), el 316Ti (versión del 316 estabilizada con titanio) y otros aceros austeníticos, que son ideales para entornos altamente corrosivos y de altas temperaturas. Las aleaciones especiales como Hastelloy C276, Inconel 718 o 2.4711 (Elgiloy®) también son adecuadas para aplicaciones de hidrógeno.
Revestimientos resistentes a la permeación del hidrógeno
Para una mayor resistencia a la permeación del hidrógeno, el acero austenítico o la aleación especial pueden recubrirse con una barrera metálica. El níquel, el aluminio y el cobre tienen una baja permeabilidad al hidrógeno, pero el oro es, con diferencia, el metal que mejor resiste la permeación, incluso a altas temperaturas.
Instrumentos que minimizan las fugas de H2
Las juntas de los manómetros son lugares habituales de fugas de hidrógeno. Por este motivo, los manómetros utilizados en aplicaciones de hidrógeno deben tener una junta metálica en lugar de una hecha de un polímero común. Una construcción totalmente soldada también evita las fugas. Además, elija manómetros que hayan sido sometidos a una prueba de fugas de helio como parte de su proceso de garantía de calidad.
Instrumentos resistentes a condiciones de proceso extremas
En las estaciones de llenado de hidrógeno, el gas se almacena a presiones de hasta 1.050 bar (15.230 psi). Y para el hidrógeno líquido, las soluciones de medición de temperatura deben mantener su precisión a temperaturas de -253 °C (-423 °F) o inferiores.
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