Hydrogen Induced Cracking Pre-charging Ex-Situ 시험을 통한 SA372 강의 수소 취성 특성 연구 = A Study on Hydrogen Embrittlement Characteristics of SA372 Steel Using Hydrogen Induced Cracking Pre-Charging Ex-Situ Test

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 고압 수소 저장용기로 활용되는 SA372 강의 수소취성 특성을 정량적으로 평가하기 위하여 사전 수소 장입 기반Ex-situ 수소 유기 균열(HIC) 시험법을 적용하였다. 수소 유기 균열 침지 조건(NACE TM 0284 기준)을 이용하여 96시간및 144시간 동안 수소를 주입한 후, 파괴인성(K1C) 및 하한 임계 응력 확산 계수(ΔKth)를 측정하였으며, 열탈착 수소량 분석(TDA) 및 파단면 SEM 분석을 병행하였다. 시험 결과, 수소 장입에 따라 K1C 최대 15 %, ΔKth는 최대 33 % 저하되었으며, TDA 결과 평균 수소 농도는 최대 8.6 ppm으로 확인되었다. 파단면 분석에서는 연성 파괴에서 취성 파괴로의 전이 양상이확인되었다. 본 연구는 Ex-situ 방식이 수소취성 평가의 정량적 대안이 될 수 있음을 입증하며, 향후 in-situ 시험과의 비교를통해 산업적 활용성을 확대할 수 있을 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study investigates the hydrogen embrittlement characteristics of SA372 steel, a candidate material for high-pressure hydrogen storage vessels, u sing a pre-charging b ased ex-situ h ydrogen-induced cracking ( HIC) test method. Hydrogen w as i ntroduced via hydrogen-induced cracking immersion for 96 and 144 hours according to the NACE TM0284 standard. Subsequently, fracture toughness (K1C) and threshold stress intensity factor (ΔKth) were evaluated, along with thermal desorption analysis (TDA) and scanning electron microscopy (SEM) of fracture surfaces. The results show a reduction of up to 15 % in K1C and 33 % in ΔKth due to hydrogen exposure, while the average hydrogen concentration reached 8.6 ppm. SEM analysis confirmed a transition from ductile to cleavage-type fracture. These findings demonstrate that the ex-situ HIC method is a valid quantitative approach for assessing hydrogen embrittlement, providing a foundation for further co MParison with in-situ testing and industrial application.