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-III

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

鈴木 宏幸*; 谷口 直樹 ; 川上 進

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

チタンは非常に耐食性に優れているため、オーバーパック候補材料のひとつとされている。処分後初期のオーバーパック周辺の環境は酸化性となっているが、やがて還元性環境になると考えられている。還元性環境では水の反応をカソード反応とする水素発生型の腐食が支配的となり、発生した水素をチタンが吸収することによって脆化する恐れがある。チタンをオーバーパック材料として用いる場合に評価する事項は、隙間腐食と水素脆化であるが、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や水素吸収挙動についてはほとんど知られていない。そこで、チタンの腐食速度及び水素吸収挙動についてより信頼性の高いデータを取得する必要があるため、長期浸漬試験および完全密封容器試験を行い、前回までの報告と比較・検討を行なった。試験の結果、3年間の浸漬試験から求められた腐食速度は、溶液中で1010m/yオーダー、ベントナイト中で1010m/yオーダーであり、前回報告した2年間の浸漬試験と変化はみられなかった。完全密封容器試験より、腐食に伴って発生したほとんどの水素はチタン中に吸収されていることがわかった。また、完全密封容器試験の各パラメーターを変化させた結果より、HCO濃度1MとpH13の条件において他の条件に比べて水素吸収量が23倍になることがわかった。

Titanium is one of the candidate materials for overpacks as a high corrosion resistance metal.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 water reduction becomes to dominate the cathodic reaction accompanying hydrogen generation. Crevice corrosion and hydrogen embrittlement are main causes of the damage of long term integrity of titanium overpack.However, it is not known about the corrosion resistance and hydrogen absorption behavior of titanium under reduction condition. In this study, the completely sealed ampoule test and the immersion test of titanium in aqueous solution and bentonite was carried out. In order to obtain reliable data about the hydrogen generation rate and the ratio of hydrogen absorption in titanium.From the result of 3 years immersion tests, corrosion rate of titanium were estimated to be in the order of 10- 10micro m / y in the aqueous solution, and 10- 10micro m / y in bentonaite.This value is almost the same as the last report.Almost all the hydrogen generated by corrosion was absorbed in titanium in the immersion tests in completely sealed ampoule.In the examination that changed each parameter, it was suggested that the amount of the hydrogen absorption become 2 - 3 times in 1M HCO and pH13.