Graphene-based Coatings for Heat Exchangers (avslutat)

Värmeväxlare Alfa Laval

Foto: Alfa Laval

Värmeväxlare

Foto: Alfa Laval

Detlalj värmeväxlare

Bild: Alfa Laval

Värmeväxlare Alfa Laval

Foto: Alfa Laval

Värmeväxlare

Foto: Alfa Laval

Detlalj värmeväxlare

Bild: Alfa Laval

Syfte och mål
Målet med projektet var att undersöka grafen som rostskydd för värmeväxlare. Syftet var att utveckla en multifunktionell kompositbeläggning för värmeväxlare med hjälp av väl dispergerad GRMs (Grafen eller likande material) som: leder värme och ger utmärkt korrosionsskydd av rostfritt stål.
För användning av plattvärmeväxlare (PHE) i krävande miljöer såsom saltvatten, behöver det utvecklas värmeledande kostnadseffektiva beläggningar för rostfritt stål. Denna typ av beläggning kan senare överföras till andra sektorer där värmeledning behövs exempelvis komplext formade aluminiumkonstruktioner som ofta används i kylning av elektronik.

 

Effekter och resultat
Det huvudsakliga målet var att utveckla ett GRM-baserat, värmeledande, korrosionsskydd för plattvärmeväxlare av rostfritt stål i saltvattenapplikationer. Materialen som användes i projektet var kommersiellt tillgängliga grafenbaserade material och organiska bindemedel med god effekt för korrosionsskydd av rostfritt stål.
Flera olika tillvägagångssätt utvärderades:

  • grafta (ympa) polymer från grafenoxid
  • använda kommersiell grafenoxid i vattendispersion
  • dispergera kommersiellt grafenbaserat material direkt i bindemedel

Projektet kom att i slutändan fokusera på att dispergera kommersiella GRM i bindemedel, och att utvärdera korrosionsskyddet av beläggningarna.

Resultaten visade tydligt att tillsatts av grafenbaserade material kan avsevärt förbättra korrosionsskydd för rostfritt stål i aggressiva miljöer. Dessa korrosionsskydd måste nu optimeras för att få fram en kommersiell produkt för plattvärmeväxlare av rostfritt stål.

 

Några lärdomar är:
a) det finns både för- och nackdelar med att använda grafenpulver och fördispergerad grafen(oxid). Det vill säga att dispergera grafen själv ställs mot att bli av med lösningsmedlet (vatten) när man använder färdigdispergerad grafen(oxid).

b) valet av grafenprodukt samt hur det dispergeras är a och o för ett lyckat resultat när det gäller ytskikt.

c) utvecklingen av nya grafenprodukter som finns på marknaden går mycket snabbt. Vissa leverantörer har gedigen egen kunskap och kan ge rekommendationer, men det är bra att jobba med en stor grupp som har möjlighet att ha egen erfarenhet, bra kontakter och översikt över det relevanta forskningsfältet.

 

Se pressinformation från SP > (20141209)

Abstract in english

Graphene-based coatings for heat exchangers

Three project partners have cooperated with their core competence SP Technical Research Institute of Sweden (nano composites and formulation) KTH Royal Institute of Technology (corrosion) and Alfa Laval global supplier of products and solutions for heat transfer, separation and fluid handling (heat exchangers).
The goal for this project was to examine graphene-based coatings to help prevent corrosion on heat exchangers in harsh environments such as seawater.

The materials used were commercially available graphene based materials (GRM) and organic binders, with proven effects on corrosion protection on stainless steel.

The corrosion resistance of coatings made through dispersion of different commercial GRM in binders were evaluated.

The results of this study clearly showed that the addition of graphene based materials can considerably increase the corrosion protection of stainless steel in harsh environments. These protective coatings now needs to be optimized to reach a commercial product for plate heat exchangers (PHE).

Utlysning:
Förstudieprojekt samt Forsknings- och Innovationsprojekt 2014

Projektpartners: SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut AB (AlfaLaval Lund AB, KTH)

Projektledare: Karin Persson, SP

E-mail: karin.persson@sp.se

Bidrag: 500 000 kr

Projektets löptid: 2014 – 2015

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: