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Effects of hydrogen peroxide and oxygen on polarization curves of stainless steel in high temperature pure water

高温純水中におけるステンレス鋼の分極特性への過酸化水素及び酸素の影響

佐藤 智徳; 内田 俊介; 塚田 隆; 森島 祐介*; 宮澤 孝裕*; 佐藤 義之*

Sato, Tomonori; Uchida, Shunsuke; Tsukada, Takashi; Morishima, Yusuke*; Miyazawa, Takahiro*; Sato, Yoshiyuki*

過酸化水素及び酸素の腐食電位(ECP)及び周波数依存複素インピーダンス(FDCI)の過酸化水素及び酸素濃度依存性のより詳細な評価のため、酸素もしくは過酸化水素を含む高温純水中におけるステンレス鋼の分極特性を測定した。純水は非常に電気抵抗が高く、この抵抗による電極間での電圧降下が試験に影響する。本研究では、ステンレス鋼試験片のごく近傍に擬似参照電極を設置することで、測定時に電流の流れる経路を小さくし、電位効果の影響を低減させた。この実験結果より、酸素雰囲気では、従来より言われているように、アノード分極は変化しないことが確認されたが、一方で過酸化水素雰囲気ではカソード電流とアノード電流の両方が濃度依存性を示した。これはアノード電流への過酸化水素の酸化反応の寄与によるものであることが推察された。また、過酸化水素雰囲気でのECP応答の濃度依存性がアノードとカソードの濃度依存性によるものであることが確認された。

To evaluate ECP response of stainless steel in H$$_{2}$$O$$_{2}$$ condition, the polarization of stainless steel in highly purified water at elevated temperature was measured. In this study a temporary Pt reference electrode, which was fixed at a natural potential vs. the Ag/AgCl reference electrode, was applied for polarization measurements. Stepwise voltage was supplied to a working electrode vs. the temporary reference electrode. As a result, the followings were concluded. (1) It was confirmed that both anodic and cathodic current densities increased as [H$$_{2}$$O$$_{2}$$] increased from 10 ppb to 100 ppb. It might be caused by the contribution of anodic reaction of H$$_{2}$$O$$_{2}$$ as well as cathodic reaction of H$$_{2}$$O$$_{2}$$. (2) Neither anodic nor cathodic polarization curves change as [O$$_{2}$$] increase from 200 ppb to 2400 ppb. It might be caused by the mitigation of iron dissolution and cathodic reaction of O$$_{2}$$ by the formation of protective oxide layer and lower oxide dissolution.

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