炭素鋼オーバーパッックの還元条件下の腐食挙動に関する研究

松田 文夫*; 和田 隆太郎*; 中山 準平*; 藤原 和雄*; 笹川 薫*; 泊里 治夫*

PNC TJ1058 91-012, 335 Pages, 1991/09

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本研究は、高レベル放射性廃棄物地層処分技術開発の一環として、オーバーパック候補材料である炭素鋼の腐食に伴う化学的環境変化のモデル化に関する検討、及び炭素鋼の腐食機構の解明および腐食速度の定量化に係る腐食試験,評価を行った。1. 炭素鋼の腐食に伴う化学的環境変化のモデル化に関する検討炭素鋼の電気化学試験結果を引用し、ニアフィールドの化学的環境変化を推定するために必要なモデル(全面腐食モデル)を検討した。2. 炭素鋼の腐食機構の解明および腐食速度の定量化に関する研究(1) 環境条件をモニタリングした浸漬腐食試験1. 高純度N2吹き込み条件下の溶液中でも0.20.3ppmの溶存酸素が検出された。2. 吹き込みガス中に酸素が含まれる場合には、ヘンリーの法則から算出されるよりもやや大きめの溶液中の溶存酸素が検出された。(2) 還元条件下の電気化学試験1. 高純度N2吹き込み条件下の自然浸漬電位は単純浸漬系では経時的に著しく上昇し、緩衝材共存系では著しい上昇は認められない。2. 腐食反応は浸漬当初は陰極の水素放電反応により律速されるが、長期浸漬後は陽極の鉄溶解反応により律速されることが判った。(3) 腐食進展速度の実験式の評価1. 酸化性期間は、最大侵食深さYと平均侵食深さXの関係式がいずれの試験条件においてもY=110X1/2で整理される。2. 極低溶存酸素濃度に相当する還元性期間は、短期間の試験では数m数10m/年の全面腐食速度が評価されており、経時的には著しく減少することが観察されている。