CNG 저장용기 재료의 수소취성에 관한 연구

Abstract

CNG 저장용기 재료인 SA-372 강에 대해 수소취화 영향을 조사하기 위한 시험을 수행하였으며 대기조건과 불활성 가스인 아르곤 그리고 CNG, HCNG 및 수소가스에 대해 35 MPa로 가압된 가스분위기에서 인장시험이 이루어 졌다. 또한 인장시험 속도는 4*10^-4 /s와 4*10^-5/s로 각각 설정하였다. 분위기 가스를 고압으로 유지한 상태에서 시험하기 위해 가압형 오토크레이버가 장착된 인장시험기를 사용하였다. 시험 결과 불활성 가스와 CNG 분위기에서는 대기조건의 인장강도, 연신률 및 단면수축률과 거의 유사한 특성을 보였으며 인장속도의 변화에 대해서도 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 그러나 30% 수소가 혼합된 수소혼합가스와 100% 수소 조건에서 인장강도는 큰 차이를 나타나지 않았지만 연신율과 단면 수축률에서는 눈에 띄는 변화가 있었다. 이로부터 수소가스의 취화효과는 수소가 포함된 조건에서 확인할 수 있었으며 수소농도가 높을수록 연신율과 단면수축률 변화가 크게 나타났다. 또한 인장 속도가 느릴수록 수소취화가 더 많이 나타나는 것으로 확인되었다. A set of test was conducted on a SA-372 steel for CNG storage tank to study the effect of hydrogen embrittlement. Tensile tests were carried out several conditions such as CNG, HCNG and H2 gas environment including air and Ar under the 35 MPa. Also, the test speed was set at 4*10^-4/s and 4*10^-5/s respectively. To maintain the high pressure for environmental gas during test process, we chose MTS which was installed autoclave. Test results showed that tensile stress, elongation rate and cross sectional contraction under Ar and CNG charging condition were similar to that of reference of air. And there was little bit change with test speed variations. However, hydrogen added conditions such as HCNG and H2 were revealed noticeable change in elongation rate and cross sectional contraction. Tensile stress was still uniform for all conditions. From the results, the effect of hydrogen embrittlement was confirmed on the hydrogen enriched conditions. Also its effect was showed more strong with much hydrogen concentration and slower test speed.