水素ぜい性・遅れ破壊評価

高圧水素環境下でのSSRT試験

水素脆化

最近、脱炭素社会の達成に向けた動きの中で、排出ガスが水だけという水素ガスを燃料としたエネルギー変換システム(燃料電池など)が注目されています。そのため水素の貯蔵容器や配管などの材料の開発が進められています。

しかしながら、鉄鋼・ステンレス鋼・チタンなどの多くの金属材料において、水素が進入することによる材料強度の低下、いわゆる「水素脆性」が知られています。

弊社では高圧水素中で歪み速度が極端に遅い引張試験機(SSRT:Slow Strain Rate Tester)を導入し、材料の水素脆化特性を評価しています。また高温高圧オートクレーブも所有し、試験片の水素吸収特性を評価したり、4点曲げ試験やWOL(Wedge Opening Load)試験片への水素ガス暴露試験が可能です。 更に材料中に吸収した水素量の分析も可能です(拡散性水素分析)。

  • 装置構成図

    装置構成図

  • 装置外観写真

    装置外観写真

装置仕様

  • 圧力

    常用75MPaまで

  • 温度

    -40~300℃

  • 引張速度

    0.0001~0.1mm/min

  • 定格負荷

    9.8kN(1000kgf)

評価例

SUS304の75MPa水素中での引張試験結果を下図に示しますように、伸びと強度の大幅な低下が観察されます。

  • 評価例

水素中で破断した試験片の破面観察では下写真に見られるような擬へき開破面が観察されます。

  • 擬へき開破面
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