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論文

An Electrochemical sensor array for ${it in-situ}$ measurements of oxide film electric resistance in high temperature water

内田 俊介; 佐藤 智徳; 柿沼 永郎*; 宮澤 孝裕*; 佐藤 義之*; M$"a$kel$"a$, K.*

ECS Transactions, 2(25), p.39 - 50, 2007/00

沸騰水型原子炉の1次系における腐食環境は酸素,過酸化水素、もしくはほかの腐食性放射線分解生成種により決定される。共存酸素濃度を最小化した状態で過酸化水素濃度を制御可能な高温高圧水ループ装置を腐食環境における過酸化水素の役割を評価するために作成し、酸素及び過酸化水素を含む高温水中に浸漬させたステンレス鋼の腐食における静的挙動として腐食電位(ECP)を、動的挙動として周波数依存複素インピーダンス(FDCI)を測定した。同時に高温水中において試験片表面に形成される酸化被膜の電気抵抗を${it in-situ}$測定により同定した。高温水中における測定により、過酸化水素濃度がECP測定とFDCI測定の複合測定により決定可能であることを確認した。この過酸化水素濃度のデータは、原子炉の炉内構造材の応力腐食割れの発生や進展挙動の評価に役に立てることができる。

論文

Effects of hydrogen peroxide and oxygen on corrosion of stainless steel in high temperature water

内田 俊介*; 佐藤 智徳; 森島 祐介*; 廣瀬 達也*; 宮澤 孝裕*; 柿沼 永郎*; 佐藤 義之*; 臼井 直志*; 和田 陽一*

Proceedings of 12th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems-Water Reactors (CD-ROM), p.19 - 29, 2005/00

沸騰水型原子炉(BWR)の冷却水には水の放射線分解により生成した過酸化水素と酸素が混在していることが指摘されているが、ステンレス鋼の腐食や応力腐食割れに及ぼす過酸化水素の影響に関するデータは少ない。本研究では、過酸化水素及び酸素を含む、BWRを模擬する高温高圧水に浸漬されたステンレス鋼の静的,動的挙動を周波数依存複素インピーダンス(FDCI)及び腐食電位(ECP)測定により評価した。試験片の表面被膜の多元分析(LRS, SIMS, XPS, 接触電気抵抗測定など)を実施した。その結果、以下が確認された。(1)BWRの通常水質(NWC)が100pp H$$_{2}$$O$$_{2}$$により模擬され、水素注入(HWC)は10ppb H$$_{2}$$O$$_{2}$$により模擬できる。(2)HWC下でのECPはNWCと同様に高いが、酸化被膜の溶解はNWCより大変小さい。(3)NWCとHWCの同レベルのECPは被膜の電気抵抗と溶解の複合効果による。(4)100ppbH$$_{2}$$O$$_{2}$$に浸漬された試験片の明らかな質量減少が得られた。これらより、BWRの1次冷却水の腐食環境が過酸化水素により決定され、その評価指標がECPだけでは不十分であることが確認された。

口頭

高温水中のステンレス鋼表面に形成される酸化被膜電気抵抗のin-situ測定

佐藤 智徳; 内田 俊介; 柿沼 永郎*; 宮澤 孝裕*; 佐藤 義之*; 塚田 隆

no journal, , 

ステンレス鋼の高温水中での腐食には、表面に形成される酸化被膜が影響する。これまで、複素インピーダンス測定と腐食電位(ECP)測定により、酸素と過酸化水素雰囲気でのステンレス鋼の腐食の差異を評価し、その結果、酸素と過酸化水素では、被膜の電気抵抗もしくは溶解抵抗に顕著な差異があることが確認された。しかし、これまでの実験では、被膜の電気抵抗と溶解抵抗をそれぞれ独立に評価することが不可能であった。そこで、本研究では、ステンレス鋼の表面に形成される酸化被膜の電気抵抗を接触電気抵抗(CER)のin-situ測定を実施し、それぞれの浸漬条件における被膜の電気抵抗を直接的に評価した。また、浸漬温度を変化させ、CERの温度依存性を導出し、過酸化水素雰囲気と酸素雰囲気で形成される被膜の性状の差異を評価した。

口頭

構造材の腐食特性に及ぼす過酸化水素の影響評価,25; 被膜電気抵抗の温度依存性

佐藤 智徳; 内田 俊介; 柿沼 永郎*; 宮澤 孝裕*; 佐藤 義之*; 塚田 隆

no journal, , 

ステンレス鋼の高温水中での腐食には、表面に形成される酸化被膜が影響する。これまで、複素インピーダンス(FDCI)測定と腐食電位(ECP)測定により、酸素と過酸化水素では、被膜の電気抵抗もしくは溶解抵抗に顕著な差異があることを確認した。本研究では、ステンレス鋼の表面に形成される酸化被膜の電気抵抗のin-situ測定を実施し、それぞれの浸漬条件における被膜の電気抵抗を直接的に評価した。その結果、FDCIにおいてこれまで同様、低周波数側半円に大きな半円が確認されたが、一方で被膜の電気抵抗は288$$^{circ}$$Cで約2k$$Omega$$であった。これより、FDCIの低周波数側半円の主要因が溶解抵抗であること,FDCIにおけるH$$_{2}$$O$$_{2}$$濃度依存性はおもに溶解抵抗に表れることが確認された。

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