高温高純度水中におけるステンレス鋼のすき間内の局部腐食発生機構の解明

Mechanism of localized corrosion in crevice of stainless steel in high temperature and high purity water

相馬 康孝   

Soma, Yasutaka

令和2年度腐食防食学会進歩賞受賞記念講演を行う。本研究は、高温高純度水中におけるステンレス鋼の応力腐食割れ(SCC)メカニズム解明のため、(i)288Cの高温水中でSUS316Lステンレス鋼がすき間部における局部腐食感受性を有するか明らかとすること、および(ii)すき間内溶液の導電率を測定する新たな手法として微小電極腐食センサーを開発・使用することで、すき間内環境と局部腐食の関連性を明らかとすることを目的とした。研究の結果、SUS316L鋼はSCCき裂を模したすき間部で粒界腐食感受性を有することが分かった。このようなすき間に、開発したセンサーを設置して電気化学測定を行った結果、粒界腐食現象とすき間内に形成される腐食性の高い水溶液環境との関連性を明らかにした。このような手法や解析結果は、SCCを初めとした局部的腐食損傷現象の機構解明へ有効であり、原子炉の安全性向上に資するものと期待される。

Commemorative speech for "The Award of JSCE for young researcher" of Japan Society of Corrosion Engineering on May 21st 2020, entitled "Characterization of the mechanism of localized corrosion in the crevices of stainless steel in high-temperature, high-purity water" will be made. In this study, we conducted followings: (i) Corrosion test of Type 316L stainless steel to analyze susceptibility to localized corrosion within a crevice in 561K high purity water, and (ii) Develop a sensor system to measure the solution conductivity in a crevice and study relationship between crevice water chemistry and the localized corrosion. These studies were done for the purpose of clarifying the mechanism of stress corrosion cracking (SCC). It was shown that Type-316L stainless steel is susceptible to intergranular corrosion inside the crevice. The developed sensors detected very high solution conductivity in the vicinity of the intergranular corroded area indicate highly corrosive environments were formed in crevice with small gaps. This system can be applied to clarify the mechanism of corrosion related failure, such as SCC, and is expected to contribute to the safety improvement of nuclear reactors.