窒素と水素配管

① 水素配管の特徴
水素は次の特徴があります。
1. 分子が非常に小さい
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漏れやすい
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微細な隙間からも漏れる
2. 金属を脆くする(材料劣化)
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水素脆化(Hydrogen Embrittlement)
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炭素鋼は危険な場合あり
3. 非常に軽い
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上方向へ拡散する
4. 爆発範囲が広い
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爆発範囲:4〜75%
つまり
漏れない設計 + 材料選定 + 溶接品質
この3つが重要です。
② 水素配管でよく使う材料
主にこの3つです。
| 材料 | 特徴 | 用途 |
|---|---|---|
| SUS316L | 水素脆化に強い | 高純度水素 |
| SUS304 | 一般水素配管 | プラント |
| 特殊合金 | 高圧水素 | 水素ステーション |
炭素鋼(SGPなど)は基本NGになることが多いです。
③ 配管接続方法
水素配管は漏れ防止のため
溶接主体です。
主な方法
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TIG溶接(自動溶接)
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VCR継手
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ダブルフェルール継手
半導体・水素装置では
自動溶接(Orbital welding)
が多いです。
④ 圧力区分
水素は用途で圧力が全然違います。
| 用途 | 圧力 |
|---|---|
| 工場ガス | 0.1〜1MPa |
| 水素ステーション | 35MPa |
| 燃料電池車 | 70MPa |
35〜70MPaは超高圧配管になります。
⑤ 水素配管の安全設計
重要ポイント
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ガス検知器設置
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防爆機器
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漏れ検査(ヘリウムリーク)
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接地(静電気対策)
検査は
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耐圧試験
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気密試験
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リーク試験
を行います。
⑥ 日本の主な規格
水素配管は普通の配管より法律が絡みます
主なもの
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高圧ガス保安法
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KHK基準
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JIS B 8265
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ASME B31.12(海外)
特に
水素ステーションは高圧ガス設備扱いになります。



