Study on Pb/Bi Corrosion of Structural and Fuel Cladding Materials for Nuclear Applications Part 1; Corrosion investigation of steels after 800 and 2,000h exposure to stagnant liquid Pb/Bi at elevated temperatures

Georg Muller*; Gustav Schumache*; Alfons Weisenbur*; Annette Heinzel*; Zimmermann, F.*; 古川 智弘; 青砥 紀身

JNC TY9400 2002-016, 77 Pages, 2002/06

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重金属冷却炉の開発の中の主要課題の一つは、原子炉構造および燃料材料と冷却材との共存性である。冷却材として適用が検討されている鉛合金は、原子炉内の冷却材循環温度下で鋼材の成分溶出によって鋼材を腐食させる。国産3鋼種オリジナル材料(316FR、P122およびODS)およびGESA処理と称するそれらにアルミニウム溶射を施した材料の高温鉛ビスマス(LBE)中での腐食挙動を評価するために、10wt%の酸素濃度制御下で800hおよび2,000hの停留LBE中腐食試験を実施した。本研究により得られた結果は以下のとおり。(1)500度Cおよび550CのLBEに浸漬したオリジナル材3鋼種の表面には、保護酸化皮膜が形成されていた。(2)600度C以上のLBEに浸漬したこれら3鋼種の酸化挙動には変化が認められ、皮膜が非常に薄くなっていた。そして、接液表面にLBEによる腐食が観察された。その状況は316FRおよびODSでは800h浸漬試験材から認められ、P122では2,000h浸漬で認められた。(3)GESA処理材は、全温度において腐食が観察されず、良い耐食性を示していた。Al溶射部には幾つかの微小き裂が観察されたが、オリジナル材で認められたような腐食は観察されなかった。この微小き裂はCr-Alスピネル型化合物で満たされていた。