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報告書

Study on Pb-Bi Corrosion of Structural and Fuel Cladding Materials for Nuclear Applications (2) -Part I. Stability of Oxide Layer Formed on High-Chromium Steels in LBE under Oxygen Content and Temperature Fluctuation-

M$"u$ller, G.*; Schumacher, G.*; Heinzel, A.*; Weisenburger, A.*; Zimmermann, F.*; 古川 智弘; 青砥 紀身

JNC TY9400 2005-021, 33 Pages, 2005/08

JNC-TY9400-2005-021.pdf:2.69MB

炉内燃料被覆管のHot Spotおよび冷却系酸素濃度制御喪失条件をイメージした温度および溶存酸素濃度変動鉛ビスマス(LBE)条件下におけるP122(12Cr鋼)とその溶接継手およびODS鋼上に形成された保護性酸化層の挙動について調べた。酸素濃度変動試験では、800h毎に溶存酸素濃度を10$$^{-6}$$ and 10$$^{-8}$$wt%に繰り返した550$$^{circ}$$CのLBE中 で、12Cr鋼母材とその溶接継手を対象に4,000hの浸漬を実施した。その結果、10$$^{-6}$$wt%一定酸素濃度条件下のケースと同様に、保護性スピネル層が12Cr鋼母材およびその溶接継手上に安定形成していることが確認された。800h毎にLBE温度を550$$^{circ}$$Cと650$$^{circ}$$Cに繰り返した温度変動試験($$sim$$4,800h)では、10$$^{-6}$$wt%で実施したGESA表面改質ODS鋼でのみ満足する腐食抑制効果観察された。10$$^{-6}$$wt%および10$$^{-8}$$wt%の酸素濃度条件で実施したODS受入材の4,800hの温度変動試験では、650$$^{circ}$$C温度固定の同鋼の腐食試験結果と同様に、Dissolution Attackが観察された。10$$^{-8}$$wt%の酸素濃度条件で実施したGESA表面改質材表面には安定なアルミナ層が形成できずに腐食が発生した。

報告書

Study on Pb-Bi Corrosion of Structural and Fuel Cladding Materials for Nuclear Applications; Part VI. Results of Exposure Experiments in Oxygen Containing Flowing LBE at 550$$^{circ}$$C for 10,000h

Schroer, C.*; Voss, Z.*; Wedemeyer, O.*; Novotny, J.*; Konys, J.*; Heinzel, A.*; Weisenburger, A.*; M$"u$ller, G.*; 古川 智弘; 青砥 紀身

JNC TY9400 2005-020, 45 Pages, 2005/08

JNC-TY9400-2005-020.pdf:5.26MB

本報告書は、P122(12Cr-2W)鋼およびODS(9Cr-2W)鋼の550$$^{circ}$$C酸素濃度制御流動鉛ビスマス(LBE)中腐食試験結果についてまとめたものである。この試験研究は、核燃料サイクル開発機構と独国カールスルーエ研究所との研究協力契約の下で、カールスルーエ鉛実験施設(KALLA)のCORRIDA試験ループを用いて実施した。腐食試験時間は、800h、2,000h、5,000hおよび10,000hである。両鋼は、旋盤による試験片に加工し、その一部はKALLA内のGESA施設においてアルミニウム表面改質処理を施した。流動LBE中酸素濃度制御の初期不具合により、これら実験の大部分の期間について酸素濃度の変動を生じた。このため、LBE中の酸素濃度が一時的に変動した場合の影響についても評価を実施した。高い酸素濃度で推移した時のP122およびODS鋼の腐食挙動は、550$$^{circ}$$C-4,990hの実験結果から評価した。このときの酸素濃度とPbOの活量は、それぞれ5$$times$$10$$^{-7}$$mass%、10$$^{-3}$$と見積もられた。このときの両鋼の腐食挙動については、停留LBE中腐食試験装置(COSTA)にて実施した550$$^{circ}$$C、酸素濃度10$$^{-6}$$mass%の試験結果と比較した。

報告書

Study on Pb-Bi Corrosion of Structural and Fuel Cladding Materials for Nuclear Applications (2); Part II. Exposure of Weld P122 in Oxygen Containing Flowing LBE at 550$$^{circ}$$C for 5,000h

Schroer, C.*; Voss, Z.*; Wedemeyer, O.*; Novotny, J.*; Konys, J.*; Heinzel, A.*; Weisenburger, A.*; M$"u$ller, G.*; 古川 智弘; 青砥 紀身

JNC TY9400 2005-019, 26 Pages, 2005/08

JNC-TY9400-2005-019.pdf:5.04MB

本報告書は、P122(12Cr-2W)鋼TIG溶接継手の550$$^{circ}$$C酸素濃度制御流動鉛ビスマス(LBE)中における800h、2,000hおよび5,000hの腐食試験結果についてまとめたものである。LBE流速および溶存酸素濃度は、それぞれ2m/s、5$$times$$10$$^{-7}$$ mass-% (a$$_{PbO}$$ = 10$$^{-3}$$)である。鋼材の腐食に及ぼすアルミニウムによる表面改質(GESA処理)効果についても評価を実施した。溶接継手の腐食挙動は、定性的にも定量的にもの熱処理が行われた母材のそれと同等であった。ごく一部に母材のそれとは異なる結果が得られたが、供試材の問題であると考えられた。溶接部のGESA処理部分には、高温酸化、液体金属腐食ともに観察されず、良好な耐食性が観察された。

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