極低酸素濃度条件下における炭素鋼の腐食挙動の実験的検討

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本田 明; 楠戸 伊緒里; 谷口 直樹 ; 藤原 和雄*

Honda, Akira; Kusudo, Iori; Taniguchi, Naoki; Fujiwara, Kazuo*

高レベル放射性廃棄物の地層処分においてオーバーパックの候補材料のひとつとして炭素鋼が挙げられており、炭素鋼オーバーパックの腐食寿命を評価するための研究が進められている。オーバーパックの周囲の環境は処分開始初期には地上から持ち込まれた酸素により比較的酸化性の環境がもたらされる。しかし、オーバーパツクの腐食や緩衝材中の鉄鉱物による酸素の消費によって地下本来の還元性の環境がもたらされると考えられる。このような還元性の環境では、炭素鋼には水の還元による水素発生型の腐食が進行する。そこでオーバーパックの置かれる酸素のほとんど含まれない地下水環境での、水素の発生挙動を含めた炭素鋼の腐食挙動評価を目的として低溶存酸素濃度下での浸漬試験を行った。その結果、次のことが確認された。・低溶存酸素濃度下では孔食、すきま腐食の生起は観察されなかった。・低溶存酸素濃度下では腐食速度のpH、炭酸/炭酸水素イオン濃度、塩化物イオン濃度に対する依存性はなかった。・80Cの人工淡水および海水中で炭素鋼に生成する皮膜の外層は主にマグネタイトからなる。・腐食速度は浸漬期間が長くなるにつれて小さくなり、平均腐食深さの増加は鈍化する。・中性から弱アルカリ性の静止した脱気水中において、短期の試験では炭素鋼の腐食速度は比較的大きいものの、1年間の浸漬試験では、Neretnieksが示した「ベントナイト中を拡散により放出されうる水素発生速度に対応した腐食速度」の上限値に近い値が得られた。

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