Page 73 - 国外钢铁技术信息内参（2024年5月）
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界达成共识的试验方法，这一直是国际标准讨论中的一个争论焦点。有一种可
以打开这种局面的极端思路——基于性能的方法论。以高压氢气容器为例，制
造一个实际容器，使用高压氢气进行压力循环试验，以确定重复充气循环的容 ᇏݓࣁඋ࿐߶
许次数。虽然利用实际容器来检查可靠性的想法是合理的，但对于大型容器来
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说，这种方法成本过高。在高压氢气容器的国际标准制定过程中，各国就经济
性和可靠性之间的妥协点一直争论不休，而国际合作的常规方法就是将这些观
点并列起来作为妥协方案。正因为存在这种情况，所以必须在客观数据的基础
上进行讨论。为了展现日本的技术实力，结束混乱的国际争论，并在国际性讨
论中占据主动，必须建立一个将材料开发和评价试验方法开发相结合的研究体 ᇏݓࣁඋ࿐߶
系。在这方面还需要钢铁制造商发挥应有作用。
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2. 高压氢气的材料适用性评估
2.1 性能要求
众所周知，钢铁材料的氢脆是处于拉伸应力下的钢材暴露在腐蚀性环境中
时发生腐蚀反应，产生的氢渗透并扩散到材料中引起的。氢脆发生在大气环境、
海水环境和含有硫化氢等酸性环境，高强螺栓、管道、石油精制设备等都曾发
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生过与氢有关的事故，人们在积极研究其机理和预防措施的同时，为防止事故
发生，已采取了包括开发抗氢脆性能优异的材料在内的各种措施。而在高压氢
环境中，氢脆不是由腐蚀反应引起的，是由氢气分解产生的氢渗透并扩散到材
料中引起的，如图 1 所示。虽然氢的来源不同，但氢原子在两种情况下都会渗
透，氢脆的机理基本相同。
作为评估钢材氢脆的试验，例如在硫化氢环境中使用的钢材，已制定为标
准NACE-TM0177。此外，还提出了FIP试验法来评估PC钢的氢脆敏感性，该方
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法已制定为标准ISO15630 和JSCES1201。不过，拉伸和弯曲测试等所有上述试
验方法都是将试样置于施加静态恒定载荷或恒定应变的试验环境中，评估试样
是否在规定的试验时间内断裂。
相比之下，在高压氢气容器中，由于气体反复充放，除了单纯的静态载荷
外，压力波动引起的疲劳也是一大问题。目前，在日本，金属材料在高压氢气
环境中的适用性以第 2 章所述材料在高压氢气中不会劣化为基本前提，根据
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CSM 中国金属学会 CMISI 冶金工业信息标准研究院
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