スチームジェットの腐食と設計改良

Investigation of causes of a failed steam jet and devising an improved jet design

清水 亮 ; 高谷 暁和; 白水 秀知 ; 内田 直樹; 田中 康介  ; 山口 彰; 青砥 紀身 ; 綿引 優

Shimizu, Ryo; Takaya, Akikazu; Shirozu, Hidetomo; Uchida, Naoki; Tanaka, Kosuke; Yamaguchi, Akira; Aoto, Kazumi; Watahiki, Masaru

東海再処理施設の酸回収工程において、硝酸廃液を送液するスチームジェット(以下SJと呼称する)から硝酸廃液がセル内に漏洩する事象が生じた。SJを回収し観察した結果、構造体内部を貫通する腐食が生じていることがわかった。この腐食事象を解明するため、腐食部位の金属組織観察,計算コードによる構造体の温度解析及びモックアップによる検証,腐食試験による材料評価を行った。その結果、硝酸廃液と接触する加工フローの端面における腐食孔が起点となり約120の温度域に沿って構造体内部を進展したことが明らかになった。また腐食試験によりSJ材料の加工に起因すると考えられる腐食速度の異方性を確認した。これら一連の調査結果を踏まえ、耐食性を向上させたSJ構造改良を行った。

It was occurred that process solution leaked from the steam jet in the acid recovery process of Tokai reprocessing plant. So we retrieved the jet from the cell and observed the inside. As a result, it was revealed that a defect by corrosion, which penetrated the inside of the structure, arose from the steam nozzle root in the suction room of the jet. To ascertain why such failure occurred, we carried out observation of metallurgical structure of the jet, an analysis of temperature distribution of the structure involving verification using mock-ups and evaluation of material by corrosion test. Consequently, the origin of the corrosion defect was pin hole which was occurred on the surface of the end of the material at the steam nozzle root, where nitric acid fluid was contacted, and then the defect progressed along the temperature of about 120 of the structure. Anisotropy of the material, possibly originating in the manufacturing process, was observed from the result of evaluation of material by corrosion test. Finally, we devised a new design of improved corrosion resistance on the result of the whole investigations.