Stress corrosion cracking growth tests of small compact tension specimens with different pre-crack length in high temperature water containing hydrogen peroxide

過酸化水素を含む高温水中における異なる疲労予き裂長さを有する小型コンパクトテンション試験片の応力腐食割れ進展試験

中野純一; 佐藤智徳 ; 加藤千明 ; 加治芳行 ; 山本正弘 ; 塚田隆 ; 岩田裕介*; 友田陽*

Nakano, Junichi; Sato, Tomonori; Kato, Chiaki; Kaji, Yoshiyuki; Yamamoto, Masahiro; Tsukada, Takashi; Iwata, Yusuke*; Tomota, Yo*

過酸化水素(H $_{2}$ O $_{2}$ )は、炉水の放射線分解により生成される。ステンレス鋼のSCCに及ぼすH $_{2}$ O $_{2}$ の影響を調べるために、H $_{2}$ O $_{2}$ を含む高温水中で、き裂進展試験を行った。熱鋭敏化した304ステンレス鋼から2種類の0.25T-コンパクトテンション(CT)試験片を作製した。4.4-4.8mmの長さの疲労予き裂導入後、1.1-1.7mmへ疲労予き裂を短縮化した。長い疲労予き裂を有するCT試験片では、粒界型SCC(IGSCC)がサイドグルーブ近傍で進展した。短縮化した疲労予き裂を有するCT試験片では、試験片中央部まで粒内型SCC(TGSCC)が拡大した。SCCは、H $_{2}$ O $_{2}$ 環境で直線的に進展したが、O $_{2}$ 環境では分岐した。疲労予き裂上の外層酸化物として、O $_{2}$ 環境ではFe $_{3}$ O $_{4}$ が認められた。H $_{2}$ O $_{2}$ 環境では、き裂先端に向かってFe $_{2}$ O $_{3}$ からFe $_{3}$ O $_{4}$ に変化した。

Hydrogen peroxide (H $_{2}$ O $_{2}$ ) is produced by water radiolysis. To study effects of H $_{2}$ O $_{2}$ environments on SCC behavior of stainless steel, crack growth test was conducted in high temperature water containing H $_{2}$ O $_{2}$ . Two types of 0.25T-compact tension (CT) specimens were prepared from thermally sensitized type 304 stainless steel. After fatigue pre-crack length of 4.4-4.8 mm introduction, the pre-crack was shortened to 1.1-1.7 mm. For the CT specimens with long pre-crack length, intergranular SCC (IGSCC) was observed near side grooves. For the CT specimens with shortened pre-crack length, IGSCC area spread to the central region. SCC grew linearly in H $_{2}$ O $_{2}$ environments although SCC growth in O $_{2}$ environments branched off. As outer oxide layer on the pre-crack, Fe $_{3}$ O $_{4}$ was observed in O $_{2}$ environments. In H $_{2}$ O $_{2}$ environments, it changed from Fe $_{2}$ O $_{3}$ toward the crack tip to Fe $_{3}$ O $_{4}$ .

使用言語	:	English
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発表会議名	:	International Cooperative Group on Environmentally Assisted Cracking 2012 (ICG-EAC 2012)
開催年月	:	2012/05
開催都市	:	Qubec
開催国	:	Canada
キーワード	:	no keyword

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受委託・共同研究相手機関	:	経済産業省原子力安全・保安院

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登録番号 : BB20120371
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