還元性環境下におけるチタンの腐食速度と水素吸収挙動-II

The Corrosion Rate and the Hydrogen Absorption Behavior of Titanium under Reducing Condition-II

鈴木 宏幸*; 谷口 直樹 ; 川上 進

Suzuki, Hiroyuki*; Taniguchi, Naoki; Kawakami, Susumu

チタンは耐食性にすぐれているためオーバーパック候補材料の一つとされている。処分場の初期の環境は建設時に持ち込まれた酸素により酸化性環境となっているが、やがてオーバーパックの腐食過程などによって酸素濃度が低下し、還元性環境になると考えられる。還元性環境では水素発生型の腐食が支配的となり、発生した水素を吸収することによって水素脆化が起こることが懸念される。チタンをオーバーパックとして用いる場合に評価する事項は、主に隙間腐食と水素脆化である。また地層処分で想定される中性から弱アルカリ性の還元性環境におけるチタンの耐食性についてほとんど知られていない。そこで還元性環境下におけるチタンの水素吸収挙動を把握するために、長期浸漬試験を行いSIMS分析等により水素濃度分布および皮膜の成長挙動を評価した。試験の結果、浸漬期間2年間の浸漬試験から求められた腐食速度は10-210-1m/yのオーダーで、これは前回報告した浸漬期間1年間の浸漬試験の値とほぼ変わらない値であった。

Titanium is one of the candidate materials for overpacks as a high corrosion resistance metal. Crevice corrosion and hydrogen embrittlement are main causes of the damage of long term integrity of titanium overpack. At the initial stage of repository, oxidizing condition will be given around the overpack because oxygen will be brought from the ground. The oxygen will be consumed by the reaction with impurities in buffer material or corrosion of overpack, and reducing condition will be achieved around the overpack. With the changing of redox condition, the H2O reduction becomes to dominate the cathodic reaction accompanying hydrogen generation. However, it is not known about the corrosion resistance and hydrogen absorption behavior of titanium under reduction condition. In this study, the immersion test of titanium in aqueous solution was carried out. Based on the SIMS analysis, the hydrogen concentration distribution and the oxide film growth behavior were investigated. From the result of immersion tests for 2 years, corrosion rate of titanium were estimated to be in the order of 10-2 - 10-1 micro meter / year in the aqueous solution.