遅れ破壊・水素脆化（水素脆性）試験

水素脆性とは？

水素は燃焼後に水蒸気しか発生しない究極のクリーン燃料と言われ、水素利用技術の開発が自動車会社様を中心に盛んに行われています。しかしながら水素の原子は非常に小さいため、材料の中を拡散・集積しやすく、集積すると、程度の差はあれ、材料を急速に脆化させることが知られています。これが水素脆性です。

水素脆化評価試験メニュー

遅れ破壊が旧くから問題になっているボルトの評価試験や、石油採取環境下で問題となる主として鋼管のNACE試験、鋼材のハイテン化対応のためのSSRT試験、浸漬試験など、各種の評価に対応いたします。

* 薄板にも適用

定荷重遅れ破壊試験

引張り、曲げなど、定負荷試験で遅れ破壊限界応力を測定。応力を負荷した試験片を腐食溶液中に浸漬して、以下を測定します。

• 割れが発生する時間
• 遅れ発生の下限界応力
• 遅れ発生の下限界応力拡大係数

定ひずみ法

• 3点支持ビーム法

  

  4点支持ビーム法

  

• Cリング法

  

  Uリング法

  

定荷重破壊試験

低歪速度引張遅れ破壊試験（SSRT）※

水素チャージ後、またはチャージさせながら、低速度で引張試験することにより、耐遅れ破壊性を定量的に評価いたします。
（引張速度：0.1mm/min ～ 0.0001mm/min）

※ SSRT：Slow Strain Rate Technique

拡散性水素の分析・評価例

大型試料・高含有試料の拡散性水素分析

常温で固体中を移動可能な拡散性水素は、金属材料の脆化、「遅れ破壊」の要因と考えられており、特に高強度材料にとって大きな問題となります。当社では、分析装置「G4 PHOENIX（Bruker社製）」により、水素脆化に影響を及ぼす拡散性水素量をボルトやギアなどの部品そのままで分析することが可能となりました。

拡散性水素分析装置の特長

• 大型・高濃度試料への適用が可能です。
  本装置は、迅速な昇温と冷却が可能な赤外線加熱炉と、より高温域（～1100℃）での測定が可能な電気加熱炉の2種類を備えています。
  測定濃度範囲は0.05～1000ppm程度であり、赤外炉には最大で24mmφ（角型：18×18mm）×40mmの大型試料を導入可能です。

• 

• ボルト、ギヤなどを切断せずにそのまま導入可能です。→ 切断時に発生する熱による水素のロスを回避できます。

• 試料加熱時の水素ロスがありません。
  真空加熱方式の装置に見られる、加熱開始前の水素の揮散がありません。
• さまざまな昇温パターンを選択できます。

さらに詳しい情報はこちらから 大型試料・高含有試料の拡散性水素分析 [事例集PDF]

ISO高温抽出法による鋼溶接部の水素分析

鋼溶接部の拡散性水素測定は、2012年にISO規格で400℃までの高温抽出による迅速測定方法が規格化されました。

測定装置の特徴とISO 3690 の測定条件

• 赤外線加熱炉により迅速昇温による水素抽出測定を実現
• 800℃までの水素抽出による放出特性の測定が可能
• ISO 3690 記載の測定条件
  • 400℃までの高温抽出条件が提示されている。
  • 測定可能な試験片は、最大12×25×80mm （AWSサイズ）

主な抽出条件（ISO3690-2012)

さらに詳しい情報はこちらから ISO高温抽出法による鋼溶接部の水素分析 [事例集PDF]

CAE解析による水素拡散・脆化シミュレーション

長年蓄積された流体・構造・電磁場解析の豊富な経験・知識により、CAE業務を支援いたします。

• 水素脆性き裂進展事例

  

• 水素拡散解析事例

  

• シミュレーションの事例

  

さらに詳しい情報はこちらから CAEソリューション（水素拡散・脆化シミュレーション）[事例集PDF]