客观日本

产综研开发检查储氢用蓄压器内部龟裂的可视化技术

2016年07月07日 化学材料

近日,由国立研究开发法人产业技术综合研究所制造技术研究部门的研究员藤尾侑辉和九州大学的特任教授山边纯一郎等人组成的共同研究小组,通过将特殊的微粒子粘附在储氢用蓄压器的外表面,然后拍摄其发光状态的方法,开发了检查内部是否存在龟裂的可视化技术。据说通过这项技术使蓄压器内部的检查变得非常容易,所以能为确保燃料电池汽车的加氢设施氢气站的安全做出贡献。

氢气一般储存在蓄压器等高压气体容器中。这种容器由于反复加压减压被担心内部会出现疲劳龟裂以及氢元素导致金属材料强度降低的氢脆化现象,因此作为安全对策需要定期地对内部进行目视检查。然而为了促进利用氢能源社会的发展,人们一直渴望能开发出一种更为简便的检查技术。

粘附在蓄压器外表面的微粒子是由产业技术综合研究所开发的粉末状陶瓷,是一种受到外部刺激就会发光的应力发光体。每一个微粒子会由于受到力学刺激而反复发光。将其涂在对象物上(充当传感器),拍摄其发出的光,其发光强度会根据有无变形而不同,因此可以取得确认有无变形的图像。

此次,研究小组作为传感器制作了由发光体和树脂构成的薄膜。在蓄压器的内部预先制造了模仿龟裂的伤痕(长72毫米,深24毫米,宽0.5毫米),然后将薄膜粘附在蓄压器的外表面。接着,进行了调查容器耐久性的水压循环试验,并用照相机拍摄了发光体在试验中的发光状态。

结果发现,无龟裂处的薄膜发出的光比较均匀,而龟裂处的薄膜会发出比周围强烈的光。据分析,强烈的发光是由龟裂顶端产生的应力集中引起的,并确认贴上应力发光材质的薄膜后,可以看到容器内部的龟裂。研究小组表示:"我们希望这一技术不仅可以诊断蓄能器的损伤,还可以作为其他构造物内部龟裂的可视技术发挥作用。"

产综研开发检查储氢用蓄压器内部龟裂的可视化技术

粘附了应力发光体薄膜传感器的蓄压器的外观图和发光图像。由图可知,有伤痕的部分(图C)的发光强度比无伤痕的部分(图B和图D)强。

新闻链接(日语)
http://www.aist.go.jp/aist_j/new_research/nr20160322/nr20160322.html

文/客观日本编辑部
图片/转自新闻稿