[发明专利]氢用钢结构物、储氢容器及氢用管道的制造方法

说明书

本发明提供一种在高压氢环境中比现有钢的疲劳裂纹扩展速率低，且具有优异的耐氢脆化特性的储氢容器、氢用管道等氢用钢结构物。所述氢用钢结构物在高压氢气中的耐氢脆化特性优异，其具有如下钢组织：以面积率计10～95％的贝氏体、以面积率计10～95％的马氏体、以面积率计10～95％的珠光体中的任一种，剩余部分实质上由铁素体构成。

技术领域

本发明涉及在高压氢环境中(high pressure hydrogen environment)具有优异的耐氢脆化特性(hydrogen embrittlement resistance)的储氢容器(hydrogen storagevessel)、氢用管道(hydrogen pipeline)等氢用钢结构物(steel structure forhydrogen gas)、以及这些储氢容器和氢用管道的制造方法。

背景技术

近年来，从能源多样化的观点考虑，氢作为清洁能源(renewable energy source)而受到了全世界的关注。特别是对以高压氢气为燃料来源的燃料电池汽车(fuel cellvehicle)的期待增大，全世界广泛地进行了与燃料电池汽车的开发相关的研究，其中一部分已经进行到实用化试验(test for practical use)。

燃料电池汽车将氢储存在罐中代替汽油来行驶。因此，为了普及燃料电池汽车，需要用进行燃料补充的加氢站(hydrogen station)来代替加油站(gas station)。在加氢站里，从作为以高压储存氢的氢用容器的储氢容器向车载氢燃料罐中填充氢。在现在的情况下，向车载氢燃料罐中填充的最高压力为35MPa。另一方面，为了使行驶距离(drivingrange)能与汽油车相同，期待能使最高填充压力(maximum filling pressure)为70MPa，要求能在这样的高压氢环境下安全地储存、供给氢。因此，虽然在现在的情况下要求加氢站的储氢容器的压力为40MPa，但在将最高填充压力进一步升高至70MPa时，要求加氢站的储氢容器的压力为80MPa。即，在这种情况下，使加氢站的储氢容器处于80MPa的环境中。

另一方面，已知氢侵入到低合金钢中会导致脆化(氢脆化)(hydrogenembrittlement)。只要氢压低于15MPa左右，就可以使用具有足够厚度的低合金钢。但是，在15MPa以上的压力下，使用中发生氢脆性破坏(hydrogen embtittlement fracture)的危险性增高，因此不能使用低合金钢，可以使用比低合金钢更不容易氢脆化(hydrogenembrittlement)的SUS316L钢等奥氏体类不锈钢(austenitic stainless steel)等。

SUS316L钢等不仅钢材的成本高，而且强度低。因此，为了设计成能够耐受80MPa的氢压，需要大幅增加厚度，储氢容器自身的价格也变得非常高。因此，希望开发能够以更低的成本耐受80MPa的压力的加氢站用储氢容器。