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公開番号2025124588
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-26
出願番号2025005743
出願日2025-01-15
発明の名称アンモニア応力腐食割れ促進試験方法
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人,個人
主分類G01N 17/00 20060101AFI20250819BHJP(測定;試験)
要約【課題】金属材料のアンモニア応力腐食割れ感受性を良好な精度かつ短期間で評価できる、アンモニアSCC促進試験方法を提供する。
【解決手段】本発明のアンモニア応力腐食割れ促進試験方法では、外部応力を付与した又は残留応力を持った金属試験片を、0.01mass%以上のカルバミン酸アンモニウム、ガス分圧で0.002～2.000barのO₂および0.05～2.00mass%の水を含有する液体アンモニア中に浸漬することを特徴とする。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
外部応力を付与した又は残留応力を持った金属試験片を、０．０１ｍａｓｓ％以上のカルバミン酸アンモニウム、ガス分圧で０．００２～２．０００ｂａｒのＯ
２
および０．０５～２．００ｍａｓｓ％の水を含有する液体アンモニア中に浸漬する、アンモニア応力腐食割れ促進試験方法。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
前記液体アンモニア中に浸漬した前記金属試験片の表面を、カソード分極させる、請求項１に記載のアンモニア応力腐食割れ促進試験方法。
【請求項３】
試験中に前記液体アンモニアを撹拌する、請求項１又は２に記載のアンモニア応力腐食割れ促進試験方法。
【請求項４】
外部応力を付与した又は残留応力を持った金属試験片を、０．０１ｍａｓｓ％以上のカルバミン酸アンモニウム、ガス分圧で０．００２～２．０００ｂａｒのＯ
２
および０．０５～２．００ｍａｓｓ％の水を含有する液体アンモニア中に浸漬し、腐食電位または白金参照極電位に対して０．０Ｖ～＋１．０Ｖに分極させる、アンモニア応力腐食割れ促進試験方法。
【請求項５】
前記液体アンモニア中に浸漬した前記金属試験片の表面を、カソード分極させた後に、腐食電位または白金参照極電位に対して０．０Ｖ～＋１．０Ｖに分極させる、請求項４に記載のアンモニア応力腐食割れ促進試験方法。
【請求項６】
試験中に前記液体アンモニアを攪拌する、請求項４又は５に記載のアンモニア応力腐食割れ促進試験方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体アンモニア環境下で使用するタンクなどの金属材料のアンモニア応力腐食割れ促進試験方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、液体アンモニアは、燃焼してもＣＯ
２
が発生しないことからクリーンエネルギーとして注目されており、大規模な需要が見込まれている。これに伴い、液体アンモニアを輸送、貯蔵する設備の大型化が求められている。一般に、タンクを大型化する場合、軽量化および施工コスト削減の観点から、使用する鋼材の薄肉化が指向されるため、高強度鋼の使用が望まれる。
【０００３】
一方、液体アンモニア環境下において、炭素鋼は、液体アンモニアによる応力腐食割れ（以下、アンモニアＳＣＣ（ＳｔｒｅｓｓＣｏｒｒｏｓｉｏｎＣｒａｃｋｉｎｇ）という）の発生が懸念される。そのため、液体アンモニアを取り扱う炭素鋼製の配管や貯槽、タンク車、ラインパイプなどの構造物については、アンモニアＳＣＣ感受性の低い鋼材の適用や、アンモニアＳＣＣを抑制する操業上の措置が講じられてきた。
【０００４】
ＳＣＣは、腐食反応と応力が重畳して破壊に至る現象であり、材料因子、環境因子、応力因子が特定の条件を満たすときに発生する。例えば、アンモニアＳＣＣは、材料の強度・硬度と相関があることが知られている。すなわち、強度・硬度が高いほどアンモニアＳＣＣが多く発生することが知られており、炭素鋼を使用するにあたっては、引張強さが６００ＭＰａ未満の材料を使用することが望ましいとされている。
【０００５】
そのため、高い強度と優れた耐アンモニアＳＣＣ性を両立する新規材料を適用するにあたり、アンモニアＳＣＣ感受性を正確に評価する必要がある。一方、実際の液体アンモニアタンクでの暴露試験によりアンモニアＳＣＣ感受性を評価するには長期間の試験が必要となることから、鋼材のアンモニアＳＣＣ感受性を短期間で評価できる促進試験が望まれる。
【０００６】
かような液体アンモニアを用いた促進試験として、特許文献１および非特許文献１が開示されている。特許文献１および非特許文献１では、ガス圧で０．３～２．０気圧のＯ
２
と飽和ＣＯ
２
を含んだ液体アンモニア中で試験鋼片をアノード分極させることにより、鉄の溶解を加速し、短期間でアンモニアＳＣＣ感受性を評価する試験方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特公昭６０－１０５７５号公報
【非特許文献】
【０００８】
中井揚一著「液体アンモニア中における応力腐食割れ促進試験法の開発」鉄と鋼、１９８１年、６７巻、１４号、２２２６～２２３３頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の特許文献１および非特許文献１に記載されたＯ
２
が過剰に存在する環境においては、保護性のない皮膜が形成されるため、全面腐食に近い腐食形態となり、アンモニアＳＣＣの起点となる孔食（局部腐食）の成長が抑制され、アンモニアＳＣＣ感受性を正確に評価できているとは言い難い。また、孔食（局部腐食）の成長が促進されないため、アンモニアＳＣＣ感受性が高くない材料においては、アンモニアＳＣＣ感受性を評価できない可能性がある。
【００１０】
本発明は、上記の問題を解決し、液体アンモニア輸送、貯蔵用タンク等に供する金属材料のアンモニアＳＣＣ感受性を良好な精度かつ短期間で評価できるアンモニアＳＣＣ促進試験方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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