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オートクレーブ:圧縮水素環境での材料試験

オートクレーブを使用した圧縮水素環境での試験

圧縮水素環境での試験は、材料の研究開発の分野で非常に重要です。オートクレーブを使用することで、材料を高圧下、高温および低温の両方で認定することができます。これは、非常にストレスのかかるアプリケーションで使用するための新しい材料の開発において特に重要です。

圧縮水素の使用は、試験技術に特有の課題を提示します。水素は、大気中の酸素と結合すると、オキシ水素として知られる爆発性混合物を形成します。したがって、圧縮水素を使用するすべての試験システムを慎重に計画し、適用される安全規制に従って設計することが重要です。

オートクレーブの動作原理 圧縮水素オートクレーブでの試験 動画 安全性とメンテナンス 試験システム 実際のプロジェクトの例

オートクレーブの動作原理

  • オートクレーブ は密閉された気密圧力容器です。
  • オートクレーブ技術は、食品の蒸気滅菌、医療産業、および繊維強化複合材料の製造の分野でよく知られています。
  • 圧縮水素環境での水素試験では、圧縮水素を加えてオートクレーブで試験を行います。これは、意図した用途に使用されたときに材料が受ける応力をシュミレートします。

圧縮水素オートクレーブでの試験

ツビックローエルのオートクレーブは、圧縮水素環境で材料を試験するために特別に設計されています。オートクレーブは、圧力下で水素が試験片表面に作用して浸透する圧力容器の役割を果たします。機械による試験片の機械的負荷に加えて、水素の影響下で試験片の機械的特性が決定されます。

得られた材料特性を使用して、材料の耐水素性を決定できます。これは、新しい耐水素材料の開発や、水素を使用する既存の材料の調査に使用できます。

  • 油圧サーボ試験機に取り付けられた圧縮水素タンクまたは容器 (オートクレーブ) を使用して、破壊靭性試験 (ASTM E1820、ASTM E399、BS 8571、ASTM E647、ISO 11114-4)、疲労試験低速試験、ねじ端試験片、ノッチ付き試験片、CT 試験片のひずみ速度試験などのさまざまな試験を実行できます。 さらに、この試験システムは、圧縮水素環境での引張試験や曲げ試験などの静的試験fatigue testsにも使用できます。
  • クリープ試験機に設置すると、オートクレーブを使用して、上記の繰り返し試験を 2 Hz 未満の周波数で実行したり、クリープ疲労試験 (ASTM E2714、ASTM、E2760) を実行したりできます。特に、引張試験低速ひずみ速度試験 (ASTM G129、ASTM G142) などの静的試験は、最高の精度で実行されます。
  • 試験機には、最大 400 bar の標準水素タンクが組み込まれています。これらは、材料試験で使用するためにツビックローエルによって特別に開発されたもので、アライメント、圧力補正、および力測定に関して特に最適化されています。1,000 bar までの特別バージョンをご利用いただけます。圧縮水素は、水素圧縮機を使用して調製されます。試験機には、毎分 40 リットルの油圧パワー パックが装備されています。

 

圧縮水素環境での疲労試験

油圧サーボ試験機で水素オートクレーブを使用

圧縮水素オートクレーブでの試験: 安全性とメンテナンス

  • オートクレーブで圧縮水素を使用する際の安全を確保するには、厳格な安全ガイドラインを満たす必要があります。
  • これには、たとえば、システムの定期的なチェックとメンテナンス、安全装置とデバイスの使用、および安全な作業慣行に関する従業員の適切なトレーニングが含まれます。

圧縮水素オートクレーブ内試験用試験システム

実際のプロジェクトの例

ROSEN Group
ROSENグループは、パイプラインやその他の複雑なテクノロジー装置の検査ツールの研究、開発、製造を専門としています。ドイツのリンゲン(エムス)にある同社は、最初の水素専門の試験ラボを立ち上げました。これは、同社の試験サイトにある約4000㎡の新しい試験センターの建物の一部にあります。
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その他のインフォメーション

圧縮水素下での中空試験片試験
最大200バー
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ASTM E1681 に準拠したKIH試験は、水素環境における金属材料のしきい応力拡大係数 (KIH) を決定するための破壊力学試験です。
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ASTM F1624 規格では、水素脆化による遅れ破壊に対する高強度金属材料の感受性を決定するための加速試験方法について説明しています。
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