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高温水中におけるバルク水溶存酸素濃度変化時のステンレス鋼すき間内電位および導電率の応答挙動

Electrical conductivity and potential response within crevice of stainless steel in high temperature water under cyclic deaerated and aerated condition

相馬 康孝; 加藤 千明; 上野 文義

Soma, Yasutaka; Kato, Chiaki; Ueno, Fumiyoshi

軽水炉構造材である低炭素ステンレス鋼の応力腐食割れ(SCC)内部においては、主き裂とは別に粒界および粒内腐食が観察される。このことから、高温高圧水中におけるステンレス鋼のすき間構造部においては外界よりも厳しい腐食環境が形成され、それがき裂の進展に寄与する可能性がある。われわれは前報において、SUS316Lステンレス鋼の人工すき間内に小型のセンサーを設置し、局部的溶液導電率$$kappa$$を調べたところ、すき間ギャップが十分小さい場合、$$kappa$$は外部環境(バルク水)より100倍以上の値を示すことが分かった。一方で、前報では溶存酸素濃度は純酸素飽和条件で一定としたため、すき間内環境の形成に及ぼす溶存酸素の影響は不明である。そこで本研究においては、バルク水の溶存酸素濃度を周期的に時間変化させ、その際のすき間内における導電率の応答挙動をIn-situ分析することで、すき間内環境に及ぼす溶存酸素の影響を考察した。その結果、バルク水を脱気状態から酸素飽和状態に変化させた場合、すき間内部の溶液導電率が最大で10倍以上となった。このことから、溶存酸素がすき間環境を形成する要因であると考えられた。

Contribution of corrosion to advance of stress corrosion cracking (SCC) of stainless steel in high temperature water must be assessed because serious corrosion can be found within SCC of light water reactors. The corrosion took the form of both intergranular and grain-matrix attack indicate aggressive corrosion condition was formed in the crevice of the SCC. We have investigated the crevice environment electrochemically and found that local electrical conductivity of the crevice solution at satisfactory narrow crevice gap having more than 100 times higher than that of bulk solution. In this research we assessed effect of cyclic deaerated and aerated bulk solution to the crevice environment. The result showed that electrical conductivity of the crevice solution under the deaerated bulk solution increased more than 10times by injection of pure oxygen suggest that the dissolved oxygen caused aggressive corrosion condition within the crevice.

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