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報告書

粘土中に埋設された鉄の腐食事例の研究(研究委託内容報告書)

炭山 守男*

JNC TJ8400 2000-009, 138 Pages, 2000/02

JNC-TJ8400-2000-009.pdf:3.0MB

本研究は、オーバーパックの候補材である炭素鋼の土壌中での長期腐食挙動の評価に資するため、淡水性粘土中に長期間埋設された水道管を堀上げ、その埋設土壌の環境と管体の腐食量を調査し、土壌埋設鋼材についての酸素還元反応律速型の腐食モデル(経験式)を作成してきた。この腐食モデル式の信頼性の向上に資する目的で国内外で実施された土壌埋設鋼材の長期腐食挙動に関する調査の一つとして、(財)日本簡易ガス協会で実施した埋設管の腐食データを使用した。その171試料の中から淡水性粘土に埋設されていた38路線の試料を抽出し、そのデータの腐食速度と土壌環境因子をまとめ、かつ極値統計手法によりオーバーパックの面積を再帰期間とし、最大孔食深さを求めた。それらの腐食量と土壌環境因子の相関解析を行い土壌環境因子と腐食量の関係を求めた。このデータを埋設水道管のデータに加え、極値統計解析の累積確率0.99の最大孔食深さの腐食モデルについて比較した。さらに、既往文献の研究結果を加えて極値統計解析の累積確率0.99最大孔食深さのデータを腐食モデルの式H=aYnと比較した。水道管と簡易ガス管の極値統計解析の累積確率0.99のデータは既往データと較べて妥当な値を示し、中性低溶存酸素環境の腐食モデルとして妥当であることが示された。本報告書は、日本鋼管工事株式会社が核燃料サイクル開発機構の委託により実施した研究成果に関するものである。

報告書

土壌埋設鋼材の長期腐食挙動に関する研究(11)(研究委託内容報告書)

炭山 守男*

JNC TJ8400 99-042, 203 Pages, 1999/02

JNC-TJ8400-99-042.pdf:14.07MB

本研究は、オーバーパックの候補材である炭素鋼のナチュラルアナログ研究である。昨年までに地層処分の環境であるベントナイト中と類似の淡水成粘土中に長期間埋設された水道管を調査した。調査データを腐食モデルの式H=aYnに適用し、n≒0.4の妥当な値を得た。求められた腐食モデル式より、長期腐食の予測を試みた。本年度は坑道の岩盤内で実施された粘土(ベントナイト)充填・熱負荷試験で使用されたベントナイト中の鋼の腐食環境調査を実施し、上記水道管とベントナイトの環境と腐食の類似性を調査した。この結果、ベントナイト環境は水道管土壌に較べ、比抵抗はやや低いが、プローブ計測値とpHおよび塩化物は水道管と同様の範囲の値を示した。ただし、pHは高pHの可能性がある。また、粘土分、硫酸塩はベントナイトの方が大きい値を示した。このように、初期のベントナイトは中性の淡水性粘土とは異なると判断されるが、長期埋設後にベントナイトが中性、低溶存酸素となれば基本的にはほぼ水道管と同様な環境となるものと思われる。また、腐食はベントナイト中の鋼の温度が高く、履歴が複雑かつ、埋設直後の短時間であり、単純な比較は難しいが、ベントナイト中の腐食量は一般水中に比べ格段に大きな値ではない。長期埋設になり低溶存酸素となれば水道管と同様になると思われる。次に、本報告では、全体の研究のとりまとめに資するため、従来の研究の総括を試みた。この総括では、このオーバーパックのナチュラルアナログ研究は評価できるが、厳密には弱酸化性環境であり、かつ、より精度の高い推定をする上で、まだデータ数が不足しており、データの蓄積が必要である。さらに、1000年に至る長期間を考慮すると、水道管より還元性環境の埋設物の調査も望ましいことが結論された。

報告書

土壌埋設鋼材の長期腐食挙動に関する研究(IX)

炭山 守男*

PNC TJ1451 97-001, 89 Pages, 1997/02

PNC-TJ1451-97-001.pdf:2.56MB

本研究は、オーバーパックの候補材である炭素鋼の土壌中での長期腐食挙動を評価し、腐食モデルの開発に資することを目的に実施したものである。現在までの研究から、地層処分の環境であるベンナイト中と類似の自然環境は、淡水成粘土である。そこで、淡水成粘土中に長期間埋設された水道管を2件掘り上げ、その埋設土壌の環境と管体の腐食量を調査した。粘土中における鋼材の最大孔食深さを実測により求めると共に、極値統計手法により最大孔食深さを推定した。つぎに、過去の研究結果を加えて、そのデータの腐食速度と埋設環境因子との関係を多変量解析し、腐食因子と腐食量の関係を求めた。更に過去の研究結果を加えた最大孔食深さのデータを腐食モデルの式H=aYnに適用して、極値統計手法による値でn≒0.5の妥当な値を得た。更に、この求めた腐食モデルの式より、長期腐食の予測を試みた。しかしながら現状では、より精度の高い推定をする上でまだデータ数が不足しており、今後、データを増加していく必要がある。

報告書

土壌埋設鋼材の長期腐食挙動に関する研究(8)

炭山 守男*

PNC TJ1451 96-001, 133 Pages, 1996/02

PNC-TJ1451-96-001.pdf:5.23MB

本研究は、オーバーパックの候補材である炭素鋼の土壌中での長期腐食挙動を評価し、腐食モデルの開発に資することを目的に実施したものである。現在までの研究から、地層処分の環境であるベンナイト中と類似の自然環境は、淡水成粘土である。そこで、淡水成粘土中に長期間埋設された水道管を3件堀り上げ、その埋設土壌の環境と管体の腐食量を調査した。粘土中における鋼材の最大孔食深さを実測により求めると共に、極値統計手法により最大孔食深さを推定した。つぎに、過去の研究結果を加えて、そのデータの腐食速度と埋設環境因子との関係を多変量解析し、腐食因子と腐食量の関係を求めた。更に過去の研究結果を加えた最大孔食深さのデータを腐食モデルの式H=aYnに適用して、極値統計手法による値でn≒0.5の妥当な値を得た。更に、この求めた腐食モデルの式より、長期腐食の予測を試みた。しかしながら現状では、より精度の高い推定をする上でまだデータ数が不足しており、今後、データを増加していく必要がある。

報告書

土壌埋没鋼材の長期腐食挙動に関する研究, 成果概要

山村 隆男*; 炭山 守男*

PNC TJ1451 92-002, 19 Pages, 1992/02

PNC-TJ1451-92-002.pdf:1.04MB

本研究は、オーバーパックの候補材である炭素鋼の土壌中での長期腐食挙動を評価し、腐食モデルの開発に資することを目的に実施したものである。現在までの研究から、地層処分の環境であるベントナイト中と類似の自然環境は、淡水成粘土である。そこで、淡水成粘土中に長期間埋設された水道管を2件堀り上げ、その埋設土壌の環境と管体の腐食量を調査した。粘土中における鋼材の最大孔食深さを実測により求めると共に、極値統計手法により最大孔食深さを推定した。さらにその結果を腐食モデルの式H=aY/SUPnに適用して、極値統計手法による値でn 0.3の妥当な値を得た。更に、過去の研究結果を加えて、長期腐食の予測を試みた。しかしながら現状では、より精度の高い推定をする上でデータ数が不足しており、今後、データを増加していく必要がある。

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