高クロム系S・G伝熱管材のセルフ・ウエステージ特性 (微小リーク・ナトリウム-水反応試験研究 第4報)

Self-wastage behavior of high-chromium content steel for FBR steam generator Tube; Studies of micro-leak sodium-water reactions (4)

下山 一仁 ; 田辺 裕美*; 姫野 嘉昭

Shimoyama, Kazuhito; not registered; Himeno, Yoshiaki

FBR実証炉の蒸気発生器伝熱管の侯補材科である高クロム系伝熱管材料(Mod.9Cr―1Mo鋼,9Cr―2Mo鋼,9Cr―1Mo―Nb―V鋼)について,微小リーク時のリーク孔自己拡大(セルフ・ウェステージ)現象を解明するための試験が,微小リーク・ナトリウム―水反応試験装置(SWAT―4)を使用して実施された。45ケースの疲労クラック型の試験体と,9ケースの人工ヘアークラック型の試験体が試験に用いられ,それらの孔径は円孔換算で25130mの範囲で使用された。試験は,ナトリウム温度が390,470で,注水圧力はどの試験ケースも約130kg/cm2g―定条件であった。主な試験結果は以下のとおりである。1)高クロム系3鋼種の耐セルフ・ウェステージ性に対する材料の違いを比較した結果,3鋼種ともほぼ同じで材料による違いは無いことがわかった。2)高クロム系鋼と「もんじゅ」SG伝熱管材料(21/4Cr一1Mo鋼,SUS321)を比較した結果,前者の方が310倍程度耐セルフ・ウェステージ性が優れていることがわかった。3)Mod.9Cr―1Mo鋼における疲労クラック型試験体と人口ヘアークラック型試験体を比較した結果,後者の方が自己拡大挙動が510倍程度穏やかであることがわかった。4)セルフ・ウェステージにより拡大するリーク孔の大きさは,円孔換算で0.42.35mmとなった。これを水リーク率に換算すると,SG蒸気出口付近で約274gsccの小リーク中リーク領域となる。5)試験後ノズルの材料検査から,水・蒸気側の酸化スケールがリーク孔の閉塞を引き起こすことがわかった。

Self-wastage tests were conducted by use of Micro-Leak Sodium-Water Reaction Test Rig (SWAT-4) to clarify the self-enlargement behavior of high-chromium steels (Modified 9Cr-1Mo, 9Cr-2Mo and 9Cr-1Mo-Nb-V), as new steam generator tube materials of the Fast Breeder Demonstration Reactor. Fatigue crack defects were used in forty-five tests and slit type cracks in nine tests whose diameter corresponded to circular nozzles were ranging 25-130 micrometer. Major results are as follows: (1)No significant difference was found in the resistivity against self-wastage among three materials. (2)The 9Cr steels are as three to ten times resistant against self-wastage as 2.25Cr-1Mo steel and JIS-SUS321. (3)The self-enlargement behaviors using fatigue crack nozzles are more rapid than those using slit type nozzle. (4)The diameter after enlargement are ranging from 0.4 to 2.4 mm. (5)The corrosion products at the steam side causes the self-plugging.