Corrosion of pre-oxidized austenitic stainless steel 316L in stagnant lead-bismuth eutectic containing 10 wt.% oxygen at 803K

酸素濃度10wt.%および803Kの静止鉛ビスマス中における予備酸化済みオーステナイト鋼316Lの腐食

渡辺 奈央 ; 入澤 恵理子 ; 加藤 千明  

Watanabe, Nao; Irisawa, Eriko; Kato, Chiaki

鉛ビスマス共晶合金中の316Lステンレス鋼の表面には、十分な酸素濃度を有すると酸化膜が形成される。この酸化物層は、一定条件下でLBE中のSSの溶解腐食を抑制することが知られている。しかし、LBE中に形成された酸化物層が還元雰囲気に曝された場合、どの程度腐食抑制効果が維持されるかは不明であった。そこで、803K,酸素濃度10wt.%から10wt.%までの低酸素濃度の滞留LBE中で予備酸化した316L SSの1976hの還元試験を実施し評価した。予備酸化後、316L SSの表面には外側のFeO層と内側のFe-Cr酸化物層が形成されていることが確認された。還元試験後、FeO層の大部分は溶解した。一方、Fe-Cr酸化物層は溶解せず、Niを含まないFe-Cr酸化物層はLBEの侵入を防いでいた。しかし、Fe-Cr酸化物層は一部でクラックが発生し、そこをLBEが貫通することが確認された。

Oxide layers form at a surface of 316L stainless steel (SS) in lead-bismuth eutectic (LBE) with sufficient oxygen concentration. The oxide layers are known to suppress dissolution corrosion of SS in LBE under constant conditions. However, it was unclear how well the corrosion suppression effect of the oxide layers formed in LBE would be maintained when it exposed to a reducing atmosphere. In order to evaluate it, a reduction test of pre-oxidized 316L SS in stagnant LBE at 803K and low oxygen concentration from 10 wt.% to 10 wt.% for 1976h was performed. After pre-oxidation, an outer FeO layer and an inner Fe-Cr oxide layer formed at the surface of 316L SS. After the reduction test, most of FeO layer was dissolved. On the other hand, Fe-Cr oxide layer was not, and the Fe-Cr oxide layer without Ni prevented LBE penetration. However, the Fe-Cr oxide layer cracking in some areas was observed and LBE penetrated through the layer there.