Study on Pb-Bi Corrosion of Structural and Fuel Cladding Materials for Nuclear Applications,3; Corrosion investigation of steels between 500 and 650C during 10,000 h of exposure to stagnant liquid Pb-Bi containing 10 wt% of oxygen

原子炉構造材料及び燃料材料の鉛ビスマス中腐食に関する研究, 3; 10wt%酸素含有停留鉛ビスマス中550650C-10,000時間浸漬材の腐食評価

Muller, G.*; Schumacher, G.*; Weisenburger, A.*; Heinzel, A.*; Zimmermann, F.*; 古川 智弘  ; 青砥 紀身 

Muller, G.*; Schumacher, G.*; Weisenburger, A.*; Heinzel, A.*; Zimmermann, F.*; Furukawa, Tomohiro; Aoto, Kazumi

本報告書は、重金属冷却炉への適用が検討されている炉心・構造材料の鉛ビスマス中における耐食性評価に関する第3報である。第1報および第2報では、10-6wt%の酸素を含有する500Cから650Cの停留鉛ビスマス中における316FR、P122(12Cr鋼)およびODS-M鋼の800、2,000および5,000時間浸漬後の腐食挙動について報告した。本報告書では、これらの試験結果を含め、10,000時間までのこれら3鋼種の腐食挙動について報告する。500Cおよび550Cの鉛ビスマス中では、マルテンサイト鋼であるP122およびODSの受入材は10,000時間までの浸漬に対して、表面に形成された酸化(保護)皮膜による良好な耐食性を示した。一方、オーステナイト鋼である316FR受入材は5,000時間浸漬後にはその効果が認められなくなった。600Cおよび650Cでは全ての鋼種で酸化皮膜による保護効果が認められなかった。これら3鋼種のアルミニウム表面改質材(GESA材)については、表面のアルミニウム濃度が815wt%に保たれた場合は、全ての試験ケースで耐食性は良好であった。

This is the third report on the compatibility of structural and fuel cladding materials that has to be investigated for a possible advanced heavy metal cooled reactor system. The first two reports considered the behavior of 316 FR, P122 and ODS steels during 800, 2,000 and 5,000 h in stagnant LBE at 500 - 650C containing 10-6 wt% of oxygen. This report describes the results of all experiments including that of 10,000 h duration. Martensitic steels perform well at 500 and 550C up to the maximal exposure time of 10,000 h, while austenites fail after 5,000 h. At temperatures of 600C and 650C all of the steels fail the earlier the higher the temperature is. Steels with Al - alloying at the surface by the GESA process withstand corrosion up to the maximal exposure time at all of the applied temperatures if it is ensured that the Al - concentration at the surface is in between 8 - 15 wt%.