技術開発ニュース　No.170

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• カテゴリ： 技術開発ニュース
• 作成日： 2026/03/11 21:50:14
• 要約：

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• ページ： 14
• 研　究　成　果 2Mo 鋼の 3 つの合金に対し、アンモニア濃度を 0％～ 5％ 類とした。 の範囲で試験し、硬度・引張・伸びなどの機械的特性を調 　試験片には、炭素鋼 S45C、アルミ合金 ADC12 および べた研究である。これによると、軟鋼と CrMo 鋼では、ア ステンレス SUS304 を使用した。暴露試験のフロー図を ンモニア濃度 0.2%（2,000ppm）未満で引張強度に影響は 第 1 図に示す。雰囲気電気炉に試験片を挿入し、各模擬ガ なかったが、伸び率の低下があったとある。また、19Cr- スはガスボンベより供給した。加熱開始前に模擬ガスにて 12Ni-2Mo 鋼では、引張強度・伸び率ともに、アンモニア パージした後、炉内を電気ヒータで加熱し、目標温度に 濃度 5％未満で全く影響がなかったとある。要するに、鉄 達してから 3 時間の暴露試験を実施した。ここに、炉内温 系合金の含有成分によっては、低濃度のアンモニアでも、 度は、300℃・500℃・850℃とした。アルミニウムは、 機械的特性に影響を及ぼすことが分かった。 650℃近傍で溶融するため、炉内温度を低く設定した。 　このように、未燃アンモニアに相当するアンモニアが金 　暴露試験の結果を第 2 表に示す。組織観察および元素分 属の機械的特性に及ぼす文献は、この大阪大学の事例のみ 析の結果、どの試験条件においても、窒化層は生じないこ である。このため、今後は、実際に想定される工業製品に とが分かった。なお、窒化層とは、金属表面を窒化する 対して、JIS の機械的特性の基準値をクリアするかどうか ことで形成される硬くて耐摩耗性に優れた層のことである を判断基準として、未燃アンモニアの影響について更なる が、一般的な工業用の窒化では、アンモニア濃度が数十％ 解明が必要である。 で処理される。 　また、鉄の 500℃と 850℃、およびステンレスの 850℃ 5 において、試験片の表面に酸化被膜が形成されていること 暴露試験 が確認された。これは雰囲気炉内の残留酸素によって生じ たものと考えられ、未燃アンモニアに起因するものではな 　アンモニア燃焼ガスの模擬ガスをアルミニウム・鉄・ステ い。実際の工業炉では、燃焼用に空気が供給されるため、 ンレスの試験片に暴露し、処理後の試験片のXRDと組織観 それを再現したものと言える。一般に、この酸化被膜は、 察を行った。模擬ガスは、未燃アンモニアを想定した窒素ガ アルミニウムやステンレスでは腐食を防ぐ役割をするもの スにアンモニア 2000ppm （0.2%）またはアンモニア1% を である。 混合した模擬ガスと、基準ガスである窒素ガス100％の 3 種 第 1 表　アンモニアガスの金属への影響に関する文献一覧 組織名・文献名 種類 アンモニア濃度 6 おわりに IHI 検査計測「アンモニア曝露試験の紹介」（IIC 鉄・ REVIEW/2022/04. No.67,2022） ステンレス - 八幡鋼管「高温高圧下のアンモニヤ瓦斯による 鉄・ 鋼の脆化について」 （鉄と鋼 53 (11),1967） ステンレス 10% について、全体を網羅して論じたものではないが、産業部 大阪大学「軟鋼および合金鋼の溶接部におよぼ す高温腐食ガスの影響」 （生産と技術、1962-1） 0-5% がかりとなれば幸いである。 鉄 日本冶金工業「高温高圧下のアンモニアガス雰囲気におけ 鉄・ る各種耐食合金の挙動」( 鐵と鋼 50 (12), 1964) ステンレス 荏原製作所「高温機器における浸炭、窒化及び水蒸気酸 化事例と対策」（エバラ時報 256 号 ,2018) 鉄・ ステンレス 日本鋼管「アンモニア合成塔での現用鋼の水素浸食および 鉄・ 窒化による腐食脆化について」（防蝕技術 21(.5),1972) ステンレス 住友化学工業「高圧設備の腐食とその対策」 ( 圧力技術 18(1),1980） 日新製鋼「高温のアンモニア雰囲気中における ステンレス鋼の耐窒化性」( 日新製鋼技報 36,1977） ステンレス ステンレス 　今回の調査は、アンモニア燃焼ガスの工業製品への影響 門でアンモニア燃料の活用を検討されているお客さまの手 約 80% 第 2 表　暴露試験の結果 材料 2-4% 16% 温度 300℃ アルミニウム ADC12 500℃ 99.9% ※ 1%=10,000ppm 500℃ 鉄 S45C 850℃ 500℃ ステンレス SUS304 850℃ 第 3 図　暴露試験装置のフロー図 模擬ガス 窒化層 酸化 被膜 窒素 100% 無 無 アンモニア2000ppm ＋窒素 99.8% 無 無 アンモニア1% ＋窒素 99％ 無 無 窒素 100% 無 無 アンモニア2000ppm ＋窒素 99.8% 無 無 アンモニア1% ＋窒素 99％ 無 無 窒素 100% 無 有 アンモニア2000ppm ＋窒素 99.8% 無 有 アンモニア1% ＋窒素 99％ 無 有 窒素 100% 無 有 アンモニア2000ppm ＋窒素 99.8% 無 有 アンモニア1% ＋窒素 99％ 無 有 窒素 100% 無 無 アンモニア2000ppm ＋窒素 99.8% 無 無 アンモニア1% ＋窒素 99％ 無 無 窒素 100% 無 有 アンモニア2000ppm ＋窒素 99.8% 無 有 アンモニア1% ＋窒素 99％ 無 有 技術開発ニュース 2026／No.170 14 
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