초록
금속의 수소취화는 수소를 사용하는 설비의 안전성을 위협하는 중요한 문제이므로, 수소 환경에서 금속의 취화평가법에 관한 연구의 필요성이 요구되고 있다. 수소사회를 대비하기 위하여 대용량의 수소공급방법에 관한 연구가 진행되고 있는데, 기존의 천연가스 배관을 통한 공급방안이 검토되고 있다. 본 연구에서는 배관 내부에 수소혼합가스가 흐르면 배관모재부 및 용접부의 손상이 우려되므로, 국내에 건설되어 운용되고 있는 X65 천연가스 배관의 모재부를 대상으로 수소취화 거동에 대하여 연구하였다. 재료의 수소침투는 전기분극법을 사용하였으며 강도평가에는 소형펀치시험법을 사용하였다. 수소장입량의 증가에 따라서 금속의 강도가 저하되는 현상이 발견되는 재료도 있으나, 본 연구에 사용한 X65강의 모재부에서 수소취화의 영향은 거의 나타나지 않았으므로 수소영향에 의한 X65강 모재부의 강도저하는 발생하지 않는 것으로 판단된다. 또한 소형펀치시험을 이용함으로써 금속재료의 수소취화에 의한 기계적 강도변화를 평가할 수 있었다.
Occurrence of hydrogen embrittlement could be one of the main obstacles for using structural equipment under hydrogen environment. It is required to develop assessment methods of hydrogen embrittlement for the metals used in production, storage, transmission and application utilities of hydrogen. The most probable method of hydrogen mass transmission is using existing natural gas pipeline. Base or weld part of the pipeline can be damaged by mixed gas of hydrogen in the pipeline. In this study small punch (SP) testing was employed to evaluate the hydrogen embrittlement behavior for a line pipe steel (API X65) with electrochemically hydrogen charged specimens. Results showed that the SP test can be a good candidate test method for hydrogen damage evaluation method. Strength of steel is known to be decreased with the level of hydrogen charging. However, for API X65 steel base metal need in this study, the effect of hydrogen to strength was not significant. It can be negligible regardless of the hydrogen contents in the steel. With this test different strength levels with various hydrogen charging conditions were observed. It can also be anticipated that more sensitive evaluation of material behavior be obtainable by the SP test method.
