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Corrosion behavior of a titanium alloy in hot nitric acid condensate

高温硝酸凝縮液中のTi合金の腐食挙動

竹内 正行; 佐野 雄一; 中島 靖雄; 内山 軍蔵; 野島 康夫*; 藤根 幸雄*

Takeuchi, Masayuki; Sano, Yuichi; Nakajima, Yasuo; Uchiyama, Gunzo; Nojima, Yasuo*; Fujine, Sachio*

本研究では、再処理機器の経年変化に関する評価に資する目的で、高温硝酸凝縮液中のTi-5Ta合金の長期耐食性の評価及び加熱硝酸溶液中の金属塩による耐食性への影響について調査した。硝酸凝縮部を対象とした11,000時間に渡る腐食試験の結果から、加熱硝酸濃度の増大に応じて凝縮部の腐食速度も増大するものの、各硝酸濃度条件におけるTi-5Ta合金の腐食速度はほぼ一定であり、腐食形態としては全面腐食の形態を呈した。このことから、硝酸腐食の観点からの機器寿命は運転中の腐食速度を外挿することにより概略的に評価することが可能である。また、硝酸蒸気濃度は加熱溶液中の金属塩の影響で増大し、中でもその原子価が大きいほど硝酸蒸気濃度は高くなることがわかった。この影響は金属イオンの水和特性と密接に関連し、Ti-5Taの重要な腐食加速因子となることを明らかにした。なお、本内容は国際会議ICONE-20で発表したものであり、事務局からの推薦により、論文投稿を行うものである。

The corrosion behavior of a titanium-5% tantalum alloy (Ti-5Ta) in hot nitric acid condensate was investigated to understand aging behavior of reprocessing equipments. On the basis of long-term immersion tests, it was determined that the corrosion of Ti-5Ta in nitric acid condensate is accelerated with an increase in the concentration. The corrosion rate was nearly constant during the immersion test and the coupons suffered from uniform corrosion. In addition, it is important to note that the nitric acid concentration in the condensate increased on addition of metal salts to the heated nitric acid solution. The larger valence of metal ions was contributed to the increase in the concentration of nitric acid condensate. Consequently, the metal salt in the heated nitric acid solution accelerates the corrosion of Ti-5Ta in the condensate. Therefore, the nitric acid condensate condition should be carefully considered for the corrosion environment of titanium and its alloys.

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