大気吹込み下での模擬地下水中における純銅の腐食速度と腐食局在化

Corrosion Rate and Corrosion Localization of Pure Copper in Simulated Groundwater under Aerated Condition

川崎 学*; 谷口 直樹 ; 川上 進

Kawasaki, Manabu*; Taniguchi, Naoki; Kawakami, Susumu

銅はオーバーパックの候補材料の一つであり、長期耐食性を評価するうえで、処分後初期の酸化性環境における腐食挙動を把握することが重要である。本研究では腐食速度と腐食局在化の程度を把握することを目的として、大気吹込み下において水溶液中およびベントナイト中で純銅の浸漬試験を実施し、環境因子による腐食への影響と腐食局在化を評価した。その結果、塩化物イオン及びフッ化物イオン濃度の上昇とともに腐食速度が大きくなる傾向が見られた。重炭酸イオンは塩化物イオンとの共存下において純銅の腐食を抑制することが確認された。各条件ともベントナイト中の試験では、同じ溶液を使用した溶液中の試験に比べて腐食速度がいずれも低い値を示した。また、固液比が大きくなると腐食速度が低下する傾向が見られた。腐食の局在化については、平均腐食深さと孔食係数の関係を調べた。その結果、試験条件によって異なる挙動が観察されたが、いずれの条件でも平均腐食深さの増加に対して孔食係数は低下する傾向を示した。また、天然の土壌中のデータの孔食係数の上限を超えるようなデータはなかった。したがって平均腐食深さから孔食係数または最大腐食深さの上限を推定し、酸素による最大腐食深さを保守的に評価できる可能性が示された。

Copper is one of the candidate materials for overpacks and it is important to understand the corrosion behavior under oxidizing condition at the initial stage of repository. For understanding the influence of environmental factor on the corrosion rate of copper and corrosion localization, immersion tests of pure copper in aqueous solution and in bentonite were carried out under aerated condition in simulated groundwater environment.As the result, corrosion rate increased with increase in chloride ion concentration and fluoride ion concentration. The addition of bicarbonate ion reduced the corrosion rate of pure copper in the presence of chloride ion. The corrosion rates in bentonite were smaller than those in aqueous solution without bentonite, and decreased with increase in solid- (bentonite)/liquid(solution) ratio. For corrosion localization, the relationship between average corrosion depth and pitting factor was investigated. Although the magnitude of pitting factor depended on the experimental condition, it was tend to decrease with increase in average corrosion depth in all test cases. No data on pitting factor was over the upper limit level observed in natural soils. It was indicated that the maximum corrosion depth due to oxygen can be evaluated conservatively by estimating the upper limit of pitting factor from average corrosion depth.