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報告書

NaOH水溶液中におけるステンレス鋼[SUS304]の腐食特性

吉田 英一; 矢口 勝己*; 青砥 紀身

JNC-TN9400 2004-061, 48 Pages, 2004/05

JNC-TN9400-2004-061.pdf:3.78MB

ナトリウム冷却型高速炉においては、ナトリウム系統の機器配管等から微細なクラックを通じて外部雰囲気へナトリウムが微少漏えいした場合や、機器配管の補修や改善作業に伴いナトリウム系統のバウンダリを開放した場合など、ナトリウムが外部雰囲気(空気)との化学的な反応に伴い腐食性の化合物(主に水酸化ナトリウム;NaOH)を生成し、機器配管に腐食損傷を与える可能性がある。このため、腐食性化合物による機器配管材料の腐食進行状態やこれらの損傷程度を定量的に把握しておくことが、プラントの設計や保守管理の面で重要である。本実験では、代表的な構成材料であるオーステナイト・ステンレス鋼SUS304を対象に、NaOH濃度(100%NaOHを含む)及びNaOH水溶液温度をパラメータにした腐食実験を実施し、SUS304の腐食速度や腐食割れ感受性などについて検討した。これらの結果、NaOH水溶液中におけるSUS304の腐食は、NaOH濃度の影響よりも温度に依存して進行することがわかった。また、55$$sim$$85%NaOH水溶旅中と100%NaOH中では異なった温度依存性に区分され、見掛けの活性化エネルギーは、前者で約30kcal/mol(約125.6kJ/mol)、後者で約9kcal/mol(約37.7kJ/mol)であった。本実験で得た腐食速度は、これまでに得られているNaOH水溶液中の文献値と概ね一致していた。腐食実験における腐食形態は、いずれの条件下でも均一的な全面腐食であった。Uベンド試験片による腐食割れ実験においては、一般的なSUS304腐食割れ境界線の範囲内であるが、孔食等を起点とし複数粒界以上の深さに及ぶ貫粒割れが一部の条件下で観察された。

報告書

高クロム鋼の材料特性試験(IV); ナトリウム中におけるHCM12A(2001年度材)のクリープ及びクリープ疲労特性[中間報告]

加藤 章一; 吉田 英一; 石上 勝夫*; 矢口 勝己*

JNC-TN9400 2003-108, 92 Pages, 2004/02

JNC-TN9400-2003-108.pdf:36.44MB

高クロム鋼(12Cr系鋼)は、高温強度特性、熱膨張係数及び熱伝導率等に優れていることから、実用化戦略調査研究における実用化炉の構造材料として期待されている。本研究では、12Cr系鋼のHCM12A(2001年度材)の機械的強度特性に及ぼすナトリウム環境の影響を評価することを目的に、ナトリウム中でのクリープ試験、クリープ疲労試験及び浸漬試験を実施した。ナトリウム中試験には、オーステナイト系スデンレス鋼を構成材料とするナトリウム試験装置を使用した。ナトリウム浸漬条件は、温度55度C及び溶存酸素濃度2ppm 以下である。HCM12A(2001年度材)のナトリウム中におけるクリープ強度及びナトリウム中クリープ疲労強度は、加速浸炭雰囲気を含め、同一条件下の大気中と比較して有意差は認められなかった。これは、両者とも材料内部のクリープ損傷が支配的となったためと考えられる。ナトリウム中におけるクリープ及びクリープ疲労寿命は、大気中データをベースにした評価法によって予測可能と考えられる。HCM12A(2001年度材)の腐食速度は、浸漬温度550度Cで最大約0.4$$mu$$m/yearであり、従来材のSUS304やMod.9Cr-1Mo鋼とほぼ同等であった。また、「高速原型炉高温構造設計方針」で規定されている腐食速度式により腐食量を保守的に評価できる見通しが得られた。

報告書

燃料被覆管材料の内圧クリープ特性データ集 改良オーステナイト鋼及び高Ni鋼

加藤 章一; 吉田 英一; 桜井 方*; 矢口 勝己*

JNC-TN9450 2003-001, 192 Pages, 2003/03

JNC-TN9450-2003-001.pdf:11.59MB

新技術開発試験グループでは、高速炉の燃料被覆管材料について、内圧クリープ試験を長期にわたり実施してきた。本データ集は、試験データの拡充が図れたために取りまとめたものである。1万時間を越える長時間クリープ試験データやNa環境下でのクリープ試験データを有するものであり、今後の高速炉燃料被覆管材料の開発に役立つものである。 報告内容は、以下のとおりである。(1)材料及びデーア点数 : 15Cr-20Ni鋼(2ヒート) 72点 PNC1520鋼(1ヒート) 6点 14Cr-25Ni鋼(8ヒート) 56点 高Ni鋼(1ヒート) 15点 (2)試験雰囲気 : Air中、Ar中、Na中 (3)試験温度 : 600度C$$sim$$750度C

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