Corrosion of austenitic steel in leakage lithium

漏えいリチウム環境中におけるオーステナイト系鋼の腐食挙動

古川 智弘  ; 平川 康 ; 加藤 章一 

Furukawa, Tomohiro; Hirakawa, Yasushi; Kato, Shoichi

IFMIFで使用されるリチウムはが大気中の酸素,窒素及び湿分と反応した場合、酸化物や水酸化物及び窒化物を形成することが知られている。本研究では、これらリチウム漏えいにより形成する種々のリチウム化合物中でのオーステナイト系ステンレス鋼の腐食挙動を調べた。実験では、アルミナタンマン管にリチウム化合物とステンレス試料を充てんし、850Cまで加熱処理を行った。その後、アルコールによる洗浄を行い、ステンレス試料の重量変化と近相観察を実施した。その結果、リチウム過酸化物を含有する環境下においてステンレス試料の激しい腐食が観察された。リチウム酸化物中では、熱力学考察のとおり、腐食は確認されなかった。リチウム水酸化物や窒化物中では、ステンレス試料はわずかに腐食を生じていた。

Lithium, which is used as the neutron source of the IFMIF, reacts with oxygen, nitrogen and moisture in atmosphere in case of the leakage accident. In this study, fundamental corrosion test was performed in order to obtain the corrosion behavior of austenitic stainless steel in the estimated lithium compounds. In the experiment, the lithium compounds were filled with the steel into the Tammann pipe made from AlO, and heated up to 850C. After the test, the specimen was cleaned by alcohol, and then the weight loss measurement and metallurgical examination were performed. Intense corrosion was observed at the environmental conditions containing lithium peroxide. No corrosion was observed in LiO environment. According to the consideration based on thermodynamics, LiO cannot oxidize iron and lithium is reducing agent. Slight corrosion was observed in LiOH and LiN environments.