화학공학소재연구정보센터
학회 한국화학공학회
학술대회 2022년 봄 (04/20 ~ 04/23, 제주국제컨벤션센터)
권호 28권 1호, p.339
발표분야 [주제 7] 수소
제목 디스크 파열 및 수소 인장 시험에 의한 고질소 스테인리스강의 수소취성 및 안전성 평가
초록 본 연구에서는 수소충전소의 고압수소 배관으로 적용하기 위한 오스테나이트계 고질소 스테인리스 소재에 대해, 고압 수소를 이용한 디스크파열시험과 수소 전처리(pre-charging)된 시편의 인장시험을 통해서 개발된 소재의 수소취성 특성을 평가하고자 하였다. 평가에 사용된 소재는 개발된 소재와 상용 배관을 이용하였으며, 개발소재 및 배관을 재용해하여 판재를 제조하였다. 제조된 판재는 디스크 시편으로 가공하여, 고압수소 및 헬륨 가스에 의한 파열 압력을 측정하였다. 측정된 파열압력은 수소 파열압력(PH2) 대 헬륨 파열압력(PHe) 비율로 수소취성 특성을 평가하였다. 기계적 특성은 수소 처리된 시편에 인장시험 (conventional strain rate test)을 통하여 변형률에 따른 응력 변화를 관찰하였다. 이에 따라, 변형률-응력 그래프(strain-stress curve)로부터 0.2% 항복강도, 최대인장강도, 연신율 및 단면 감소율(reduction in area)를 평가하였으며, 인장시험 시편의 파단면은 주사전자현미경을 이용하여 수소취성에 따른 미세조직 변화를 관찰하였다. 시험 결과, 수소 배관의 항복강도와 인장강도가 유사하고 내수소취성을 만족함에 따라 개발된 소재는 수소충전소용 고압수소 배관으로 적용 가능할 것으로 판단된다.

본 연구는 2021년도 산업통상자원부의 재원으로 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행한 연구과제입니다. (No.2020303030040020)
저자 서호성, 김정환, 이민경, 이화영, 유근준, 이재훈
소속 한국가스안전공사
키워드 화학공정안전(Process Safety)
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원문파일 초록 보기