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水素ガス中に含まれる不純物による水素助長破壊抑制効果と諸因子の影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H06930
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関福岡大学 (2018)
九州大学 (2017)

研究代表者

薦田 亮介  福岡大学, 工学部, 助教 (90801308)

研究期間 (年度) 2017-08-25 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード水素脆化 / 不純物 / 酸素 / 一酸化炭素 / 破壊靭性 / 疲労き裂進展 / 材料強度 / 荷重速度 / 水素助長破壊 / 破壊じん性
研究成果の概要

水素ガス中に含まれる酸素や一酸化炭素などの特定の不純物は,材料内への水素の侵入を防ぐことで水素脆化を抑制する.本研究ではこの不純物による抑制効果を新たな水素脆化抑制技術として応用することを最終的な目標としている.本研究ではガス不純物による抑制効果の定量的な評価を目的として,不純物種の影響,材料強度の影響,荷重速度の影響等を実験的に調査した.
酸素と一酸化炭素の抑制効果を比較すると,酸素の方が強い抑制効果を示すこと,酸素は荷重速度の減少に伴い抑制効果が増加したが,一酸化炭素の場合は逆に減少すること,材料強度の上昇に伴い不純物による抑制効果は減少することを明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって水素中に含まれるガス不純物による水素脆化の抑制効果の理解向上に資することができた.本研究の成果はこれまで水素脆化に関する研究であまり重要視されてこなかった不純物の影響の重要性を示すものであり,今後の水素脆化に関する研究に与える学術的意義は大きい.
また,不純物の水素脆化抑制効果を新たな水素脆化抑制技術として実際の水素機器への応用が期待される.本技術が確立されれば,水素脆化を制御でき,水素機器の安全性・長期信頼性の向上およびコスト低減に貢献できる.本研究の成果はその新技術へ基礎的な知見を提供するものであり,社会的意義も非常に高いと言える.

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Air Liquide R&D(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Air Liquide R&D(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Inhibitory effect of oxygen on hydrogen‐induced fracture of A333 pipe steel2019

    • 著者名/発表者名
      Komoda Ryosuke、Kubota Masanobu、Staykov Aleksandar、Ginet Patrick、Barbier Francoise、Furtado Jader
    • 雑誌名

      Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures

      巻: 42 号: 6 ページ: 1387-1401

    • DOI

      10.1111/ffe.12994

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Inhibition of hydrogen embrittlement of Cr-Mo steel by the addition of impurities to hydrogen environment and the effect of material strength2018

    • 著者名/発表者名
      Komoda Ryosuke、Kubota Masanobu、Shuichi Yoshida、Staykov Aleksandar、Ginet Patrick、Barbier Francoise、Furtado Jader
    • 雑誌名

      The Proceedings of the 28th (2018) International Ocean and Polar Engineering Conference

      巻: - ページ: 236-242

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Inhibition of hydrogen environment assisted cracking by small amount of oxygen contained in hydrogen gas2018

    • 著者名/発表者名
      Komoda Ryosuke、Kubota Masanobu、Staykov Aleksandar、Ginet Patrick、Barbier Francoise、Furtado Jader
    • 雑誌名

      Proceedings of The 6th International Conference on Crack Paths (CP 2018)

      巻: - ページ: 377-382

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Inhibition of Hydrogen Embrittlement of Cr-Mo Steel by the Addition of Impurities to Hydrogen Environment and the Effect of Material Strength2018

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Komoda, Masanobu Kubota, Shinichi Yoshida, Aleksandar Staykov, Patrick Ginet, Francoise Barbier, Jader Furtado
    • 雑誌名

      The Proceedings of the 28th (2018) International Ocean and Polar Engineering Conference

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Inhibition of hydrogen environment assisted cracking by small amount of oxygen contained in hydrogen gas2018

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Komoda, Masanobu Kubota, Aleksandar Staykov, Patrick Ginet, Francoise Barbier, Jader Furtado
    • 雑誌名

      The proceedings of the 6th International Conference on Crack Paths (CP 2018)

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Inhibition of hydrogen embrittlement of Cr-Mo steel by the addition of impurities to hydrogen environment and the effect of material strength2018

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Komoda, Masanobu Kubota, Shuichi Yoshida, Aleksandar Staykov, Patrick Ginet, Francoise Barbier, Jader Furtado
    • 学会等名
      The Twenty-eighth (2018) International Ocean and Polar Engineering Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inhibition of hydrogen environment assisted cracking by small amount of oxygen contained in hydrogen gas2018

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Komoda, Masanobu Kubota, Aleksandar Staykov, Patrick Ginet, Francoise Barbier, Jader Furtado
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Crack Paths
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水素ガス中の疲労き裂進展加速に対する一酸化炭素のインヒビター効果とその負荷周波数依存性2018

    • 著者名/発表者名
      山田和輝,薦田亮介,久保田祐信
    • 学会等名
      第34回疲労シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 一酸化炭素添加による水素助長破壊抑制に対する材料強度の影響2018

    • 著者名/発表者名
      吉田修一,薦田亮介,久保田祐信,Aleksandar Staykov, Patrick Ginet, Francoise Barbier, Jader Furtado
    • 学会等名
      日本材料学会第67期学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ガス不純物による水素助長破壊抑制効果に及ぼす材料強度とガス不純物の影響2018

    • 著者名/発表者名
      薦田亮介,吉田修一,久保田祐信,Patrick Ginet
    • 学会等名
      機械学会九州支部第71期講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 一酸化炭素添加による水素助長破壊抑制に対する材料強度の影響2018

    • 著者名/発表者名
      吉田修一,薦田亮介,久保田祐信,Patrick Ginet
    • 学会等名
      日本材料学会第67期学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Inhibition of hydrogen environment assisted cracking by small amount of oxygen contained in hydrogen gas2018

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Komoda, Masanobu Kubota, Aleksandar Staykov, Patrick Ginet, Francoise Barbier, Jader Furtado
    • 学会等名
      6th International Conference on Crack Paths (CP 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 一酸化炭素による水素助長破壊抑制に対する材料強度の影響2017

    • 著者名/発表者名
      吉田修一,薦田亮介,久保田祐信,Patrick Ginet
    • 学会等名
      日本材料学会九州支部第4回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 水素助長き裂進展に及ぼす不純物添加の影響2017

    • 著者名/発表者名
      山田和輝,薦田亮介,久保田祐信
    • 学会等名
      日本材料学会九州支部第4回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考]

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-08-25   更新日: 2020-03-30  

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