Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Onderzoekers halen hun inspiratie uit de natuur om corrosie in pijpleidingen op te sporen. De nieuwe scantechniek is gebaseerd op de echolocatie van vleermuizen.
Vleermuizen zijn meesters in het vinden van een lekker hapje in het duister. Alsof het niets is pikken ze insecten op uit de lucht terwijl ze behendig obstakels op de route ontwijken. Om hun omgeving in kaart te brengen gebruiken ze echolocatie: ze produceren een ‘sjirp’-achtig geluid en analyseren vervolgens de teruggekaatste golven.
Onderzoekers van Lancaster University en technisch bedrijf Hybrid Instruments keken dit kunstje af voor het ontwikkelen van hun nieuwste scantechnologie. Dit was natuurlijk niet bedoeld om blindelings een lunchbroodje uit de lucht te vangen, maar voor het opsporen van corrosie in kilometerslange ondergrondse pijpleidingen. In plaats van hoge geluidsfrequenties gebruikte het team een mix van snelle neutronen en gammastraling.
Lees ook:
Echolocatie
Corrosie kan leiden tot lekkage van oliepijpleidingen. Dat zorgt niet alleen voor een hoog kostenplaatje, maar is ook schadelijk voor het milieu. Nu worden pijpleidingen gecheckt met behulp van ultrasonore en elektromagnetische technieken. Maar deze zijn niet ideaal, omdat de metingen ongeschikt om door te dringen naar pijpleidingstelsels die diep onder de grond liggen of bedekt zijn met een laag plastic of beton. De nieuwe scantechniek moet precies dit wél kunnen.
De techniek is gebaseerd op backscattering: het terugkaatsen van golven nadat deze tegen een object botsen. In dit geval vuren de onderzoekers een straal van snelle neutronen en gammastraling af op de pijpleidingen, die na weerkaatsing wordt opgevangen door een meetinstrument, de Mixed Field Analyser. De teruggekaatste golven verklappen zo eigenschappen van het materiaal.
Dit is mogelijk doordat de eigenschappen van de twee stralingstypes elkaar goed aanvullen.De snelle neutronen dringen makkelijk door dikke en dichte materialen heen en reageren met materialen van een lage dichtheid, zoals plastic. Daarentegen dringt gammastraling juist heel slecht door dik materiaal heen en reageert het met metalen.
“Het isoleren van neutronen en gammastraling die terugkaatsen van een stalen oppervlak, vergelijkbaar met de manier waarop het vleermuisbrein teruggekaatst ultrageluiden isoleert uit hun eigen ‘sjirps’, kan ons helpen om snel en effectief beschadigingen in wanden van pijpleidingen op te sporen” vertelt Malcolm Joyce, professor betrokken bij het onderzoek.
In het lab
In het lab heeft het team zijn nieuwe technologie met succes getest op stalen pijpleidingen van verschillende diktes, met en zonder bekleding van plastic of beton. Het lukte de onderzoekers om de diktes van het materiaal te meten, zelfs als deze was omgeven door beton. Dit wijst op de mogelijkheid om corrosie van de leidingen vroeg op te sporen, zodat lekkage kan worden voorkomen.
Nu kijken de onderzoekers of hun scantechniek ook werkt op bestaande pijpleidingen onder de grond. Wel, zeggen ze, is er nog meer onderzoek nodig om een snellere neutronendetector te ontwikkelen.
Bronnen: Scientific Reports, Lancaster University, New Atlas