水素含有配管は、使用中に外部荷重によって配管体の水素脆化を引き起こしやすく、それにより配管が破損する可能性がある。そこで、水素透過特性試験および水素脆化劣化試験が可能な実験プラットフォームを構築した。固定水素含有比30%の条件下で、システム全圧（2～10 MPa）を調整して水素分圧（0.6～3.0 MPa）を変化させ、異なる水素分圧下のX80配管鋼の機械的性質の変化を研究し、この含有比条件下でのX80配管の水素輸送安全性および水素分圧の閾値を明らかにした。結果は、水素分圧の上昇が材料中の原子水素の蓄積量を非線形に増加させ、水素損傷を悪化させるとともに、水素損傷の特徴が早期に現れることを示した。欠口条件下では材料の水素損傷の特徴がさらに増幅される。さらに、水素損傷の定量的分解結果に基づき、材料の機械的性能低下と原子水素蓄積との間の予測式を確立し、水素含有配管の安全評価の基礎を築いた。また、微視的レベルで水素環境下の配管破壊機構の変化関係を探り、欠陥付近の母材水素脆性損傷性がより顕著であることを発見した。

配管;水素輸送;水素脆化;水素含有比;適用性評価