JP2009293799A - Cr−Mo鋼製ライナーを用いた高圧水素貯蔵用FRP容器 - Google Patents
Cr−Mo鋼製ライナーを用いた高圧水素貯蔵用FRP容器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009293799A JP2009293799A JP2009109502A JP2009109502A JP2009293799A JP 2009293799 A JP2009293799 A JP 2009293799A JP 2009109502 A JP2009109502 A JP 2009109502A JP 2009109502 A JP2009109502 A JP 2009109502A JP 2009293799 A JP2009293799 A JP 2009293799A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel
- liner
- container
- frp
- hydrogen storage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Landscapes
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
【解決手段】軽量化、コンパクト化、低コスト化高圧水素貯蔵用FRP容器を実現するとともに、水素ガス雰囲気下での疲労き裂の発生特性および伝播特性に優れる高圧水素貯蔵用FRP容器として、Cr−Mo鋼製のライナーの外周をFRPで被覆した高圧水素貯蔵用FRP容器であって、Cr−Mo鋼が、0.8〜1.2質量%のCrと0.3〜0.6質量%のMoを含有し、好ましくは引張強さが830〜1000MPaの鋼である、高圧水素貯蔵用FRP容器を提供する。
【選択図】なし
Description
本発明では、0.8〜1.2質量%のCrと0.3〜0.6質量%のMoを含有するCr−Mo鋼をライナー材料として使用する。この基本化学成分を有するCr−Mo鋼を使用すると、焼入れ−焼戻し熱処理により、830〜1000MPaの引張強さを得ることができ、これまで使用されてきた、又は使用が検討されてきたアルミ合金ライナー、樹脂ライナーあるいはステンレス鋼、例えばSUS316Lライナーに比べて、高強度化に伴う容器の軽量化とコンパクト化を実現することができる。その一方で、引張強さ830〜1000MPaは水素脆化感受性を適度に抑えることができる。なお、本発明で使用するCr−Mo鋼は、さらに、0.30〜0.40質量%のC、0.40質量%以下のSi、0.50/1.00質量%のMnのほか、不可避的に混入されるP、S、N、O等の不純物を含有することができる。さらに、通常の焼入れ焼戻し温度で上記の引張強さが得られる限り、2.00質量%以下のNiを含んでもよいが、基本的にはNiは含有しない。
本発明鋼は以下の化学成分を有する熱延鋼板を熱処理して試験材とした。
本発明鋼(34CrMo44鋼):0.35%C−0.24%Si−0.69%Mn−0.98%Cr−0.45Mo、YS842MPa、TS939MPa、伸び16.0%
一方、比較鋼としてのCr−Mo鋼は、公知文献に記載された数値を引用した。すなわち、比較鋼1(SCM435鋼)は、「NEDO 水素ステーション機器解体調査結果 平成20年12月12日」から、また比較鋼2(SNCM439鋼)は、「NEDO 燃料電池・水素技術開発 平成19年度研究成果報告シンポジウム 水素インフラに関する安全技術研究(成果概要) 平成20年6月24日」から引用した。
(2)試験片形状
熱処理を終えた鋼板から厚さ6.30mmのコンパクトテンション(CT)試験片を使用し、き裂がライナー容器の軸方向に沿って進展するように、試験片を採取した。
(3)試験片プレクラックの導入
ノッチ先端部のプレクラック長さは、ASTM E1820に規定されている、最終き裂長さの5%以上となるように、2mmとした。
(4)試験条件
試験片にはASTM E647に規定されているK−decreasing または K-increasing controlに従って荷重を負荷した。試験機は、油圧サーボ式Instron 8500を使用し、クラック先端位置の計測は、ポテンシャルドロップ法により行った。高圧水素ガス雰囲気は、本発明鋼では62.5MPaとし、高圧水素の機密性が保持できるような試験容器を設計製作して試験した。一方比較鋼1は45MPa、比較鋼2は70MPaの水素ガス雰囲気下での試験結果である。
本発明のCr−Mo鋼製ライナーは、素材から底付円筒体を成形する工程、底付円筒体の片端開口部をスピニング加工によりネック部を形成しライナー素管とする工程、得られたライナー素管を焼入れ−焼戻しによる熱処理を行う工程、熱処理を経たライナー素管の内外面にショットブラスト処理を行う工程、を順次経て製造される。
熱延鋼板を適当な長さに裁断し、その後円形に裁断する。熱延鋼板に潤滑剤を塗布した後、縦型プレス機により深絞り加工を行なう。容器寸法によっては、深絞り加工は2〜3段に分けて行なう必要があり、途中、加工ブランクに熱処理(焼鈍)を施して加工硬化組織を軟化させ、多段の深絞り加工を行うのがよい。深絞り加工を経た底付円筒状の長尺半製品加工を終了した後に、フローフォーミングにより、円筒部の肉厚を均一化する。引き続いて、片端開口部を適正な長さに切断後、スピンニング加工およびボス部の成形加工を施す。その後、焼入れ−焼戻しの熱処理を実施し、材料強度を適正な範囲に調整する。熱処理後にライナーの内・外表面全面にショットブラストを行ない、最後に、ネック部をネジ加工し、ライナーとしての容器の成形を完了する。このように、ライナー容器は、溶接継ぎ目を一切使用しない一体構造の容器を製造することができる、
次に、形成した鋼製ライナーの外周上にFRPを形成する。このときのFRP容器の製造は一般的に採用されている、公知のフィラメントワインディング法を用いて行う。まず、容器外表面をプライマー・コーテイングした後、高強度を得るために、エポキシ系樹脂含浸炭素あるいはガラス繊維を容器表面に巻き付ける。繊維の巻き付けは、最初に炭素繊維、次いでガラス繊維とすることもできるし、全て炭素繊維又はガラス繊維とすることもできる。樹脂含浸繊維は、最後に加熱乾燥し、樹脂層を硬化させる。その後、水圧により塑性加工処理(Autofretague)を行い、鋼製ライナー部に降伏強さを超えない範囲の適度な圧縮残留応力を負荷した状態を最終製品とする。その後、製品保証のための耐圧試験、容器の外観検査、塗装、ラベル等の加工を実施する。
C:0.35、Si:0.24、Mn:0.69、Cr:0.98、Mo:0.45、Al:0.032
降伏強さ:842MPa、引張強さ:939MPa、伸び:16%
Claims (5)
- Cr−Mo鋼製のライナーの外周をFRPで被覆した高圧水素貯蔵用FRP容器であって、Cr−Mo鋼が、0.8〜1.2質量%のCrと0.3〜0.6質量%のMoを含有する鋼である、高圧水素貯蔵用FRP容器。
- Cr−Mo鋼が830〜1000MPaの引張強さを有する、請求項1記載の高圧水素貯蔵用FRP容器。
- Cr−Mo鋼製のライナーが、底付円筒体を成形する工程、底付円筒体の片端開口部をスピニング加工によりネック部を形成しライナー素管とする工程、得られたライナー素管を焼入れ−焼戻しによる熱処理を行う工程、熱処理を経たライナー素管の内外面にショットブラスト処理を行う工程、を順次経て製造されたライナーである、請求項1又は2記載の高圧水素貯蔵用FRP容器。
- 底付円筒体を成形する工程が、圧延鋼板を深絞り加工して形成する工程、継目無し鋼管をスピニング加工して形成する工程、又はビレットを熱間穿孔して形成する工程のいずれかである、請求項3記載の高圧水素貯蔵用FRP容器。
- 底付円筒体が圧延鋼板を深絞り加工して形成したものである、請求項3記載の高圧水素貯蔵用FRP容器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009109502A JP4528346B2 (ja) | 2009-04-28 | 2009-04-28 | Cr−Mo鋼製ライナーを用いた高圧水素貯蔵用FRP容器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009109502A JP4528346B2 (ja) | 2009-04-28 | 2009-04-28 | Cr−Mo鋼製ライナーを用いた高圧水素貯蔵用FRP容器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009293799A true JP2009293799A (ja) | 2009-12-17 |
JP4528346B2 JP4528346B2 (ja) | 2010-08-18 |
Family
ID=41542135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009109502A Expired - Fee Related JP4528346B2 (ja) | 2009-04-28 | 2009-04-28 | Cr−Mo鋼製ライナーを用いた高圧水素貯蔵用FRP容器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4528346B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013036507A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | Nissan Motor Co Ltd | 圧力容器 |
WO2014174845A1 (ja) | 2013-04-26 | 2014-10-30 | Jfeスチール株式会社 | 蓄圧器 |
WO2016147594A1 (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | Jfeスチール株式会社 | 複合容器蓄圧器ライナー用鋼材、複合容器蓄圧器ライナー用鋼管、および複合容器蓄圧器ライナー用鋼管の製造方法 |
WO2018030223A1 (ja) * | 2016-08-12 | 2018-02-15 | Jfeスチール株式会社 | 複合容器蓄圧器用ライナー、複合容器蓄圧器、および複合容器蓄圧器用ライナーの製造方法 |
WO2018055937A1 (ja) * | 2016-09-21 | 2018-03-29 | Jfeスチール株式会社 | 蓄圧器用鋼管、蓄圧器用鋼管の製造方法、および複合容器蓄圧器用ライナー |
WO2023058614A1 (ja) | 2021-10-04 | 2023-04-13 | Jfeスチール株式会社 | 高圧水素ガス用蓄圧器 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09280496A (ja) * | 1996-04-18 | 1997-10-31 | Toray Ind Inc | 圧力容器及びその製造方法 |
JPH10292899A (ja) * | 1997-04-18 | 1998-11-04 | Nippon Steel Corp | 天然ガス自動車燃料装置用複合容器 |
JP2004197812A (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Toray Ind Inc | 高圧ガス貯蔵容器 |
JP2005139499A (ja) * | 2003-11-05 | 2005-06-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | ボンベ用鋼材およびそれを用いたボンベ |
JP2009074122A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高圧水素ガス環境用低合金鋼および高圧水素用容器 |
-
2009
- 2009-04-28 JP JP2009109502A patent/JP4528346B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09280496A (ja) * | 1996-04-18 | 1997-10-31 | Toray Ind Inc | 圧力容器及びその製造方法 |
JPH10292899A (ja) * | 1997-04-18 | 1998-11-04 | Nippon Steel Corp | 天然ガス自動車燃料装置用複合容器 |
JP2004197812A (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Toray Ind Inc | 高圧ガス貯蔵容器 |
JP2005139499A (ja) * | 2003-11-05 | 2005-06-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | ボンベ用鋼材およびそれを用いたボンベ |
JP2009074122A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高圧水素ガス環境用低合金鋼および高圧水素用容器 |
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013036507A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | Nissan Motor Co Ltd | 圧力容器 |
WO2014174845A1 (ja) | 2013-04-26 | 2014-10-30 | Jfeスチール株式会社 | 蓄圧器 |
EP2990714A4 (en) * | 2013-04-26 | 2016-04-13 | Jfe Steel Corp | ACCUMULATOR |
JP5956602B2 (ja) * | 2013-04-26 | 2016-07-27 | Jfeスチール株式会社 | 蓄圧器 |
US10837602B2 (en) | 2013-04-26 | 2020-11-17 | Jfe Steel Corporation | Hydrogen storage tank |
US10697036B2 (en) | 2015-03-16 | 2020-06-30 | Jfe Steel Corporation | Steel material for composite pressure vessel liner and steel pipe or tube for composite pressure vessel liner |
CN107429340B (zh) * | 2015-03-16 | 2019-07-02 | 杰富意钢铁株式会社 | 复合压力容器内衬用钢材、复合压力容器内衬用钢管、以及复合压力容器内衬用钢管的制造方法 |
CN107429340A (zh) * | 2015-03-16 | 2017-12-01 | 杰富意钢铁株式会社 | 复合压力容器内衬用钢材、复合压力容器内衬用钢管、以及复合压力容器内衬用钢管的制造方法 |
WO2016147594A1 (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | Jfeスチール株式会社 | 複合容器蓄圧器ライナー用鋼材、複合容器蓄圧器ライナー用鋼管、および複合容器蓄圧器ライナー用鋼管の製造方法 |
JPWO2016147594A1 (ja) * | 2015-03-16 | 2017-04-27 | Jfeスチール株式会社 | 複合容器蓄圧器ライナー用鋼材、複合容器蓄圧器ライナー用鋼管、および複合容器蓄圧器ライナー用鋼管の製造方法 |
KR20170117149A (ko) | 2015-03-16 | 2017-10-20 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 복합 용기 축압기 라이너용 강재, 복합 용기 축압기 라이너용 강관 및, 복합 용기 축압기 라이너용 강관의 제조 방법 |
EP3498875A4 (en) * | 2016-08-12 | 2019-08-14 | JFE Steel Corporation | PRESSURE CONTAINER COATING, COMPOSITE PRESSURE CONTAINER, AND PROCESS FOR PRODUCING COMPOSITE PRESSURE CONTAINER COATING |
JPWO2018030223A1 (ja) * | 2016-08-12 | 2018-08-09 | Jfeスチール株式会社 | 複合容器蓄圧器用ライナー、複合容器蓄圧器、および複合容器蓄圧器用ライナーの製造方法 |
WO2018030223A1 (ja) * | 2016-08-12 | 2018-02-15 | Jfeスチール株式会社 | 複合容器蓄圧器用ライナー、複合容器蓄圧器、および複合容器蓄圧器用ライナーの製造方法 |
US11365848B2 (en) | 2016-08-12 | 2022-06-21 | Jfe Steel Corporation | Composite pressure vessel liner, composite pressure vessel, and method for producing composite pressure vessel liner |
CN109715841A (zh) * | 2016-09-21 | 2019-05-03 | 杰富意钢铁株式会社 | 压力容器用钢管、压力容器用钢管的制造方法及复合压力容器用内衬 |
JPWO2018055937A1 (ja) * | 2016-09-21 | 2018-09-20 | Jfeスチール株式会社 | 蓄圧器用鋼管、蓄圧器用鋼管の製造方法、および複合容器蓄圧器用ライナー |
WO2018055937A1 (ja) * | 2016-09-21 | 2018-03-29 | Jfeスチール株式会社 | 蓄圧器用鋼管、蓄圧器用鋼管の製造方法、および複合容器蓄圧器用ライナー |
US11168375B2 (en) | 2016-09-21 | 2021-11-09 | Jfe Steel Corporation | Steel pipe or tube for pressure vessels, method of producing steel pipe or tube for pressure vessels, and composite pressure vessel liner |
CN109715841B (zh) * | 2016-09-21 | 2022-06-07 | 杰富意钢铁株式会社 | 压力容器用钢管、压力容器用钢管的制造方法及复合压力容器用内衬 |
WO2023058614A1 (ja) | 2021-10-04 | 2023-04-13 | Jfeスチール株式会社 | 高圧水素ガス用蓄圧器 |
KR20240051217A (ko) | 2021-10-04 | 2024-04-19 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 고압 수소 가스용 축압기 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4528346B2 (ja) | 2010-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4528346B2 (ja) | Cr−Mo鋼製ライナーを用いた高圧水素貯蔵用FRP容器 | |
JP6039774B2 (ja) | 高強度・高延性で優れた耐食性・耐熱性を有する耐高圧水素ガス貯蔵容器製造用の高窒素ステンレス鋼管の製造方法 | |
CA2540000C (en) | Low carbon alloy steel tube having ultra high strength and excellent toughness at low temperature and method of manufacturing the same | |
EP2007914B1 (en) | Low carbon alloy steel tube having ultra high strength and excellent toughness at low temperature and method of manufacturing the same | |
CN101187441B (zh) | 一种超高压氢气瓶的制作方法 | |
CA2979021C (en) | Steel material for composite pressure vessel liner, steel pipe or tube for composite pressure vessel liner, and method of manufacturing steel pipe or tube for composite pressure vessel liner | |
JP6530069B2 (ja) | 燃料噴射管用鋼管およびその製造方法 | |
Hua et al. | Hydrogen-enhanced fatigue life analysis of Cr–Mo steel high-pressure vessels | |
JP7349776B2 (ja) | 高圧水素容器、及び、高圧水素用鋼材 | |
JP2018012855A (ja) | 低合金鋼材、低合金鋼管および容器、ならびにその容器の製造方法 | |
CN102268600A (zh) | 汽车cng气瓶钢及其生产方法 | |
JP6421883B2 (ja) | 蓄圧器用鋼管、蓄圧器用鋼管の製造方法、および複合容器蓄圧器用ライナー | |
JP6453798B2 (ja) | 複合容器蓄圧器用ライナー、複合容器蓄圧器、および複合容器蓄圧器用ライナーの製造方法 | |
Nourani et al. | On the microstructural evolution of 4130 steel during hot compression | |
JP2018053357A (ja) | 蓄圧器用ライナー、蓄圧器、複合容器蓄圧器、および蓄圧器用ライナーの製造方法 | |
US20100193083A1 (en) | Hydrogen-resistant high strength material and method for producing the same | |
JP6365793B2 (ja) | 複合容器蓄圧器用ライナー、複合容器蓄圧器、および複合容器蓄圧器用ライナーの製造方法 | |
KR20110113206A (ko) | 내수소피로 페라이트강과 그 제조 방법 | |
Reimer et al. | Improvement of the Strength of an Aluminum Liner by Beading Under Consideration of Internal Pressure and Low Temperatures | |
TAIRA | FRP Cylinder Using Cr-Mo Steel Liner for Storing High Pressure Hydrogen Gas | |
MXPA06003933A (en) | Low carbon alloy steel tube having ultra high strength and excellent toughnes at low temperature and method of manufacturing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091014 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091102 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100119 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100308 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100601 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100604 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130611 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130611 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160611 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |