Ruhet Overflatebehandling Frank Hagen INNLEDNING I store gassrørledninger som går over lange distanser kreves store mengder energi for å transportere gass fra A til B. Friksjon forårsaker store trykktap. Når man antar at virketiden til en gassrørledning er over 30 år, vil det være store beløp å spare ved å kunne redusere friksjonen, og dermed trykktapet i en rørledning. En metode som benyttes delvis idag, er å sprøyte rørene innvendig med en spesiell type maling. Dette har vist seg å kunne redusere friksjonen mellom fire og ti prosent, i tillegg forhindrer man korrosjon, reduserer voks avsetting og frekvensen av pigging. Kostnadene med malingen inntjenes i løpet av en periode på 3-5 år(1). Prosjektet mitt bygger på dette og en ide fra Professor Jon Steinar Gudmundsson. Ideen går ut på å påvirke strukturen i overflaten, slik at det dannes riller i overflaten, som forhåpentligvis vil senke friksjonen. Hvordan gjøres dette ? Fra en spole det går strøm igjennom vil det virke en kraft parallellt med spolen. Ved å tilsette lett magnetiserende partikler i maling og sprøyte det på en prøve, for så å legge den inne i spolen, håper vi at kraften skal påvirke magnetitten, slik at de innordner seg etter et bestemt mønster. Fra forsøk utført med ren magnetitt, innordnet de seg i et rettlinjeformet mønster, parallellt med spolen. Dette er hva som er ønskelig også i blandigen med maling. Vi antar at denne strukturen vil innordne en glattere overflate i strømningsretningen, og dermed senke friksjonen ved bruk i gassrør. Ruhetsmålingen av prøvene vil bli foretatt ved bruk av et pertometer, som jeg senere vil analysere. Problemet her blir analysen av prøvene. Hvordan analysere måledataene, og tolke hvordan ruheten er utfra dette. DISKUSJON Prøver med magnetitt. Felles for de forskjellige prøvene og målingene er at verdiene målt normalt ligger noe høyere en parallellt. Noe som kan tyde på at overflatestrukturen er påvirket. Dette var det ønskelige med eksperimentene, men differansen for verdiene ligger noe lavt. Påføringsretning og teknikk vil muligens innvirke på overflatestrukturen, og her hvor påføringsretning er lik for prøvene, kan dette være en faktor som gjør at verdiene ligger noe lavere parallellt forhold til normalt. Magnetittens størrelse er som nevnt på 5(m, malingspartikklene har noenlunde samme størrelse. Dette vil selvsagt medføre at påvist effekt på overflaten vil bli minimal. Prøver med jernfilspon. Her ser en visuelt at prøven er påvirket i magnetfeltet, jernfilsponene danner langsgående spor(bilde jernfilspon i vedlegg). Målingene viser klart en større ruhet normalt på pråven, forsøket viser at effekten fra magnetfeltet er slik vi ønsket det. Hva må forbedres Som nevnt kunne vi se et ønskelig mønster for prøven med jernspon. Har vi hatt jernfilspon av jevnere størrelse, mere avlang, kanskje noe mindre størrelse, og en bedre påføringsteknikk antar jeg at verdiene parallellt vs. normalt ville gitt større utslag og vært jevnere. Jeg vil foreslå spon med diameter på 50-100(m, og lengde 200-400(m, dette på grunnlag av andre typer riblets. Flere har en høyde på 100-150(m(2(, tilsvarende avstand mellom dem. Fremtidige modeller Siden jeg ikke innehar god nok innsikt i turbulent nærvegg strømning kan det være vanskelig å komme med noe revolusjonerende. En mulig modell jeg har tenkt meg er riller laget av trykkluft/væske. Tenker meg meg en apparatur med et mangfold av små(mikroskopiske) dyser, som er fordelt etter et bestemt mønster, slik at de dekker overflaten med en gitt avstand. Ved å føre dette "apparatet" like over en prøve hvor malingen ikke er for våt eller tørr, håper jeg at trykk luften vil kunne lage små langsgående riller i prøven. Dette burde være mulig å gjøre inne i et rør også, såfremt diameteren er meget konstant. KONKLUSJON Magnetitt har liten effekt på ruheten, partiklene blir for små til å frembringe tydelige riller da malingspartiklene har tilnærmet samme størrelse. For større partikler ser man tydelig magnetfeltets påvirkning av overflatestrukturen. Fra overflatemålinger kan man lese at det er tydelig differanse i ruhet målt tvers av prøven mot langs av den. Jernsponets form, størrelse og fordeling er bestemmende for ruheten. Senere eksperimenter bør prøve ut jevnere fordelt jernspon som er mere avlang i form, og en bedre standarisert metode for påføring for jevnere resultat. 0 Innledning 4 Diskusjon