低放射化フェライト鋼F82Hの高温高圧水中腐食特性への溶存酸素の影響

Effect of dissolved oxygen on corrosion properties of F82H in high temperature pressurized water

中島 基樹; 廣瀬 貴規; 谷川 尚; 河村 繕範

Nakajima, Motoki; Hirose, Takanori; Tanigawa, Hisashi; Kawamura, Yoshinori

日本は水冷却固体増殖方式をITER-テストブランケットモジュール(TBM)計画において試験し、原型炉においても主案としている。トリチウム増殖比の観点から、構造材料である低放射化フェライト鋼F82Hの冷却配管は薄肉化が求められる。一方で300C、15MPaの加圧水型原子炉相当の高温高圧水を用いることから、内圧に耐える肉厚が必要となる。このような背景から低放射化フェライト鋼F82Hと高温高圧水との共存性、特に流動環境下における腐食現象の理解が求められているため、回転円盤を用いた腐食試験を実施し、重量減少への溶存酸素濃度(DO)の影響について検討した。これまでに実施した回転円盤を用いた腐食試験の結果、低DOの環境ほど重量減少が大きくなることを明らかとしている。XRDやEPMAなどを用いて表面酸化物の分析を実施した結果、この腐食抑制はDOの増加により表面酸化物がマグネタイトからヘマタイトに変化したためと考えられた。本研究では高DO環境下で形成される安定な保護皮膜と腐食の関係について議論する。

For blanket application, the structural material is required to be as thin as possible for tritium breeding. On the other hand, the pressure tightness is required to withstand 15 MPa of internal pressure. Therefore it is necessary to understand the corrosion mechanism in high temperature pressurized water. This work reports results of corrosion tests on a reduced activation ferritic/martensitic steel, F82H as a structural material for the blanket. Moreover, the effects of water flow and dissolved oxygen (DO) on corrosion properties were investigated using rotating disk specimen in autoclave. In previous study, it was reported that the weight loss by water flow becomes significant with lowering DO concentration. Based on the XRD and EPMA results, it seemed that the formation of FeO was effective for the suppression of weight loss. In this study, we discussed the relationship between stable oxide film and corrosion.