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報告書

軽水炉の応力腐食割れ(SCC)事象とその評価手法; 炉内構造物・配管の高経年化事象予測に向けたSCC評価手法技術資料集(受託研究)

山本 正弘; 加藤 千明; 佐藤 智徳; 中野 純一; 宇賀地 弘和; 塚田 隆; 加治 芳行; 辻川 茂男*; 服部 成雄*; 吉井 紹泰*; et al.

JAEA-Review 2012-007, 404 Pages, 2012/03

JAEA-Review-2012-007.pdf:36.72MB

我が国の軽水炉は運転開始から20年以上経過したものが多くを占め、経年劣化に対応した技術を確立して安全に運転していくことが望まれている。特にSCCについては、これまでに幾つかのトラブル事象が報告されており、対応技術やメカニズムに関する数多くの研究例がある。今回、それらをできるだけ広く集めて整理し、体系的にレビューした。具体的には、軽水炉に発生したSCC事例とその評価の現状、SCC発生・進展因子に関する評価法の研究と知見の現状、SCC・腐食環境のモニタリング技術の現状等について調査を行った。調査した結果は、炉型(BWR, PWR),材料(ステンレス鋼,Ni基合金)及びSCC評価法(ラボと実機)について、横断的かつ総合的に検討を行い、それらの共通点,相違点を理解しやすい図表として整理し、相対的な比較を行いやすいようにまとめた。これらの整理した結果を元に、今後検討すべき課題を抽出し、また実機において留意していくべき事象に関してまとめた。ラボ試験における加速条件の評価においては、最新の解析技術を駆使したミクロな解析と統計的な手法を含めた計算機的な予測やモデル化技術が今後重要になることを示した。また、実機の状況を運転中に把握し、SCCが顕在化する以前の兆候をモニタリングする手法の重要性を示し、今後実用化を含めた検討が必要であることを示した。

報告書

オーバーパックの候補材料の腐食に関する個別現象解析モデルの研究

辻川 茂男*; 瀬尾 眞浩*; 杉本 克久*; 水流 徹*; 柴田 俊夫*; 山川 宏二*

PNC-TJ1560 98-001, 164 Pages, 1998/02

PNC-TJ1560-98-001.pdf:3.9MB

これまで動燃事業団が実施してきたオーバーパックに関する研究成果についてレビューし評価を行ったのに引き続き、腐食防食協会の中に専門家による委員会を継続した。腐食科学の観点から、材料選定の考え方、実験方法、寿命評価手法など、より具体的な指針として役立てるべく、個別現象解析モデルの研究をおこなった。本書が、今後の研究開発の過程で利用され、オーバーパックに関する研究に役立つことを期待するものである。

報告書

オ-バ-パック候補材料の腐食に関する個別現象解析モデルの研究(平成8年度)

辻川 茂男*; 瀬尾 眞浩*; 杉本 克久*; 水流 徹*; 柴田 俊夫*; 山川 宏二*

PNC-TJ1560 97-001, 210 Pages, 1997/03

PNC-TJ1560-97-001.pdf:7.28MB

これまで動燃事業団が実施してきたオーバーパックに関する研究成果についてレビューし評価を行ったのに引き続き、腐食防食協会の中に専門家による委員会を継続した。腐食科学の観点から、材料選定の考え方、実験方法、寿命評価手法など、より具体的な指針として役立てるべく、個別現象解析モデルの研究をおこなった。本書が、今後の研究開発の過程で利用され、オーバーパックに関する研究に役立つことを期待するものである。

報告書

腐食生成物堆積下における炭素鋼の腐食挙動の研究

辻川 茂男*

PNC-TJ1602 93-003, 22 Pages, 1993/03

PNC-TJ1602-93-003.pdf:0.37MB

高レベル放射廃棄物の地層処分用容器材料として炭素鋼を使用する場合を想定して、同鋼の長期耐食性を評価しうる方法を検討する。低速ではあるがとにかく進行する腐食について少なくとも1,000年という長期の挙動を予測しうる合理的方法として、炭素鋼/腐食生成物/緩衝材/地下水、という系において、n年分の腐食生成物をあらかじめ与えることによりn年後の状態をつくり、$$Delta$$n年間の腐食試験実施によって、n$$sim$$$$Delta$$n年間の腐食挙動を調べることを考える。腐食挙動の調査において、腐食速度の情報が必要なことはいうまでもないが、広い鋼表面範囲にわたる平均値ではなく、場所毎の値、換言すれば腐食の不均一性に関する情報が不可欠である。通常の腐食系では金属試片は水溶液中に存在するのに比較して、本処分環境では金属/地下水-間に腐食生成物+ベントナイトという厚い固形層が介在する。このような系で、実時間的に腐食情報をうるために炭素鋼試片を分割する方法を企画した(表1)。二つの互いに絶縁された試片の組により、a)インピーダンス法による腐食速度の測定、b)両者の短絡電流による不均一性の評価、さらにc)塩橋を加えての電位、電流測定、が可能である。本年度は上述のb)、c)について測定の可能性を検討した。

口頭

炉内構造物・配管の高経年化事象予測に向けたSCC評価手法の体系的整理

加藤 千明; 山本 正弘; 辻川 茂男*; 服部 成雄*; 吉井 紹泰*; 工藤 赳夫*; 根本 力男*; 明石 正恒*

no journal, , 

我が国の軽水炉は運転開始から20年以上経過したものが多くを占め、経年劣化に対応した技術を確立して安全に運転していくことが望まれている。特にSCCについては、これまでに幾つかのトラブル事象が報告されており、対応技術やメカニズムに関する数多くの研究例がある。今回、それらをできるだけ広く集めて整理し、体系的にレビューした。具体的には、軽水炉に発生したSCC事例とその評価の現状、SCC発生・進展因子に関する評価法の研究と知見の現状、SCC・腐食環境のモニタリング技術の現状等について調査を行った。調査した結果は、炉型(BWR, PWR),材料(ステンレス鋼,Ni基合金)及びSCC評価法(ラボと実機)について、横断的かつ総合的に検討を行い、それらの共通点,相違点を理解しやすい図表として整理し、相対的な比較を行いやすいようにまとめた。これらの整理した結果を元に、今後検討すべき課題を抽出し、また実機において留意していくべき事象に関してまとめた。

口頭

加速器で用いられている金属磁性体の冷却水による腐食解析

佐藤 智徳; 山本 正弘; 大森 千広*; 野村 昌弘; 辻川 茂男*; 小川 洋之*; 中島 博志*

no journal, , 

大強度陽子加速器施設J-PARCの鉄ベースの金属磁性体を用いた高周波加速空洞は、電流を流すことで加熱するために、循環水で冷却されている。この金属磁性体の金属面が腐食しているような形態が観察され、粒子加速性能の低下が確認された。そこで、この腐食現象の解明と対策を考えることを目的として、腐食解析を実施した。その結果、水中の銅イオンの寄与が明らかとなった。また、銅イオンフリー条件で腐食速度は40$$mu$$m/年であり、腐食対策が必要であることが明らかとなった。

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