Corrosion-erosion test of SS316L grain boundary engineering materials (GBEM) in lead bismuth flowing loop

SS316L粒界制御材の鉛ビスマス流動ループ中における腐食試験

斎藤 滋   ; 菊地 賢司*; 濱口 大; 手塚 正雄*; 宮城 雅徳*; 粉川 博之*; 渡辺 精一*

Saito, Shigeru; Kikuchi, Kenji*; Hamaguchi, Dai; Tezuka, Masao*; Miyagi, Masanori*; Kokawa, Hiroyuki*; Watanabe, Seiichi*

鉛ビスマス材料試験ループ1号(JLBL-1)の第5期3600時間試験運転において、配管内部に取り付けられた試験片の腐食評価を行った。ループの運転温度は高温部が450C、低温部が350Cで温度差は100Cである。試験片取り付け部の流量は約1L/min.である。試験片取り付け部は内径9mmのSS316L配管に溝を切り、10mm10mm1mmtの試験片を4枚取り付けた。試験片の材質はSS316L母材及びSS316L粒界制御(GBE)材である。運転終了後の試験片の光学顕微鏡による断面観察の結果、大きな減肉が観察された。SS316L母材,GBE材の減肉量は、それぞれ片面約390m及び190-270mであり、いずれも一様に減肉しつつも、局所的には平坦でなかった。SEM観察,EDX分析の結果、鉛ビスマスによる結晶粒界浸食は、母材,GBE材ともに断面のSEM観察上は数m程度であったが、鉛ビスマスの拡散領域深さは母材が20m程度、GBE材が10m以下で明らかな違いが見られた。これは、粒内への拡散深さは同じでも、GBE材では粒界の連続性を遮断する効果により粒界拡散を抑えた効果によると考えられる。いずれの試料でも酸化物層は観察されなかった。

To evaluate lifetime of structural materials for ADS, corrosion tests in LBE have been done at JAEA. The corrosion test was performed by using JAEA lead-bismuth flowing loop (JLBL-1). Experimental condition was as follows; The temperature of high and low temperature parts of the loop were 450C and 350C, respectively. Flowing velocity at the test specimens was about 1m/s. Plate type SS316L-BM and SS316L-GBEM were used as a specimens. After the 3,000 hours operation, the test specimens were cut and macroscopic observation was carried out. The result showed that both materials were intensively eroded. Corrosion depth and LBE penetration through grain boundaries of GBEM were smaller than these of 316SS-BM.