高温水素下における(金属材料強度特性)クリープ試験

こんなお困りごとはありませんか?

  • データ不足: 600℃〜1000℃の高温水素下での材料データが世界的に足りない。
  • 試験待ち : 国内に試験機関が少なく、数ヶ月〜年単位の「試験待ち」が発生している。
  • 評価困難 : 自社で爆発リスクのある高温水素を扱う設備・ノウハウがない。
  • 解釈不能 : 数値データだけでは、材料の劣化メカニズムまで判断できない。

高温水素下における(金属材料強度特性)クリープ試験とは?

カーボンニュートラル社会の鍵を握る、未知の領域への挑戦。

本サービス(試験請負い)は、次世代水素機器(SOFC、水素エンジン等)の設計に不可欠な、高温水素環境下での材料の長寿命・安全性を評価するクリープ試験を受託・データ提供するものです。本試験機は、九州工業大学と当社の共同研究・開発品となります。

対象領域



水素還元鉄(鉄鋼)、化学分野、水素用バルブ、モビリティ(水素エンジン)など、幅広い業界での試験に対応可能です。こうした次世代型の水素機器の一つの共通点として、「動作温度が非常に高温になる」ということが挙げられます。 ものによっては 600℃あるいは 1,000℃を超えるような非常に高い温度域で使用されることになります。

そのような状況では、機器を構成する構造材料が常に高温の水素ガスにさらされることになります。 「高温の水素が材料強度にどういった影響を及ぼすのか」を明らかにすることが、安全で信頼性の高い次世代水素社会を実現するための不可欠だといえます。

【特許出願中】当社「高温水素クリープ試験」について

当社試験請負いの特長

  • 小型機の複数同時稼働で、長期間の試験を低コスト・短納期で実現。
  • 水素脆化の専門家による技術見解を付帯。材料選定の確信度を高める。
  • 100%水素・最高800℃に対応。実機に近い過酷環境を再現。 ( JIS Z 2271:2019準拠 )

対応温度は800℃~ / 試験結果に関して専門家の見解付き

  • 試験結果に関して専門家の見解付き
  • 対応温度は800℃~

サービス内容・納品物


当社にて試験を実施し、以下の内容をパッケージとしてご提供します 。

  • 詳細試験報告書: クリープ曲線、ひずみ、破断データなど
  • 専門家による見解コメント: 薦田准教授(九州工業大学)による知見を付帯
  • 生データ(CD-ROM): 試験時間、温度、荷重、変位の全記録
  • 試験後の実物片: 解析後の試験片そのものも返却可能

安全に水素エネルギーを活用するためのエビデンスを提供

水素を運ぶ(パイプラインなど)をターゲットにした「低温高圧」の領域については、数多くの研究が進んでいます。一方、次世代の水素利活用シーンでは、従来よりもはるかに過酷な温度条件下(高温高圧)での運用が想定されますが、その領域での材料データは世界的に見ても圧倒的に不足しています。

設計の安全基準を作るためには、実際の作動環境を模擬したクリープ試験が欠かせません。

  • 水素試験の環境(インフラ)も整備
  • 高温水素クリープ試験機

当社が請け負う「高温水素クリープ試験」では、材料に「高温水素下」「長時間」「一定の力」を与える環境をつくり、耐久性などを評価する試験。最適な材料選定や安全性のエビデンスにつながります。

水素エネルギーを使うのになぜ試験が必要?

高温水素環境がもたらす「水素脆化」の脅威


水素エネルギーの利活用において、避けて通れない課題が、高温水素環境下における金属材料の「※水素脆化(すいそぜいか)」です。高温水素環境下においては、材料の劣化スピードと破壊のリスクが高まります。
水素エネルギーを安全に運用するには、環境に即した「材料の寿命」を正確に予測するエビデンスが不可欠です。

※水素脆化…水素が材料(主に金属)の内部に入り込むことで、材料が脆くなり、折れやすい・ひび割れやすくなる減少

支援事業にも採択

当社と九州工業大学による本試験機の共同開発は、福岡県水素グリーン成長戦略会議「令和7年度 製品開発支援事業」に採択されております。

よくいただくご質問

Q1. 試験片の形状は指定がありますか? 
A1. 試験機の小型化とコスト低減のため、試験片の形状を一定のものに限定させていただいております 。詳細は仕様打合せにてご提示いたします。

Q2. 試験可能な材料(鋼種)に制限はありますか?
A2. ステンレス鋼やニッケル基合金など、水素インフラ等で使用される主要な金属材料に対応しています。

Q3. 100%水素以外の混合ガス雰囲気での試験は可能ですか?
A3. 基本は100%水素ですが、条件により検討可能です。詳細はお問い合わせください。

Q4. 試験後の試料の組織観察(SEM等)も依頼できますか?
A4. はい、オプションにて対応可能です。破断面解析を含めた総合評価をご提案します。

Q5. 開発中の新材料のため、秘密保持(NDA)の締結は可能ですか?
A5. はい、もちろん可能です。当社として守秘義務を遵守し、セキュアな環境で試験を実施・管理いたします。

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