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報告書

Study on Pb-Bi Corrosion of Structural and Fuel Cladding Materials for Nuclear Applications; Part V. Results of Exposure Experiments in Oxygen Containing Flowing LBE at 550$$^{circ}$$C for 800 and 2000h

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

JNC TY9400 2004-023, 37 Pages, 2004/05

JNC-TY9400-2004-023.pdf:12.34MB

Two martensitic steels, P122 and ODS were exposed to oxygen containing flowing lead-bismuth eutectic at 550C for 800h and 2000h in the CORRIDA loop at the Karlsruhe Lead Laboratory, both in the as-received condition and also with one quarter of the specimen circumference aluminized via a GESA treatment.

報告書

Study on Pb-Bi Corrosion of Structural and Fuel Cladding Materials for Nuclear Applications, 4; Corrosion investigation of steels at 550 and 650$$^{circ}$$C after 800, 2,000 and 5,000 h of exposure to stagnant liquid Pb-Bi containing 10$$^{-4}$$ and 10$$^{-8}$$ wt% of oxygen

Muller, G.*; Schumacher, G.*; Weisenburger, A.*; Heinzel, A.*; Zimmermann, F.*; 古川 智弘; 青砥 紀身

JNC TY9400 2003-028, 48 Pages, 2004/01

JNC-TY9400-2003-028.pdf:4.51MB

本報告書は、重金属冷却炉への適用が検討されている炉心・構造材料の鉛ビスマス中における耐食性評価に関する第4報である。第1報から第3報では、10の-6乗wt%の酸素を含有する摂氏500度から摂氏650度の停留鉛ビスマス中における316FR、P122(12Cr鋼)およびODS-M鋼の800、2,000、5,000および10,000時間浸漬後の腐食挙動について報告した。本報告書では、これら3鋼種の10の-4乗wt%および10の-8乗wt%の酸素を含有した摂氏550度および摂氏650度の停留鉛ビスマス中における800、2,000および5,000時間浸漬材の腐食挙動について報告する。本研究により得られた主な知見は以下のとおり。1.摂氏550度、酸素濃度10の-4乗wt%の鉛ビスマス中において、316FRおよびP122鋼にはDissolution attackは観察されなかった。これらの試験片表面には、酸素濃度10の-6乗wt%の試験結果と同様に、酸化(保護)皮膜が形成されていた。10の-6乗wt%の酸素濃度条件において、316FR表面には薄いスピネル屑が形成されていたが、本高酸素濃度条件(10の-4乗wt%)の同材上には、複数の層からなる厚い酸化層が形成されていた。なお、両ケースにおいて、酸化層内にLBEは侵入している。10の-8乗wt%の鉛ビスマス中酸素濃度条件下では、試験片表面には酸化(保護)皮膜は観察されず、316FR試験片では120$$mu$$mに達するDissolution attackが観察された。P122では、ほとんど鉛ビスマスによる腐食が観察されていない(2$$mu$$m以下)。2.摂氏650度におけるODS鋼の酸化皮膜は、酸素濃度10の-4乗wt%の鉛ビスマス中では5$$sim$$8$$mu$$mであり、10の-8乗wt%条件下では極わずかであった。10の-4乗wt%条件下の試験材表面には、10の-6乗wt%条件下試験材と同様な損傷を生じていた。10の-8乗wt%下の5,000時間浸漬後には、P122のように3$$mu$$m以下のわずかな腐食が複数の観察位置で認められた。10の-8乗wt%条件下でのDissolution attackの程度は、10の-4乗wt%や10の-6乗wt%試験材のそれらに比べて少なかった。

報告書

Study on Pb-Bi Corrosion of Structural and Fuel Cladding Materials for Nuclear Applications,3; Corrosion investigation of steels between 500 and 650$$^{circ}$$C during 10,000 h of exposure to stagnant liquid Pb-Bi containing 10$$^{-6}$$ wt% of oxygen

Muller, G.*; Schumacher, G.*; Weisenburger, A.*; Heinzel, A.*; Zimmermann, F.*; 古川 智弘; 青砥 紀身

JNC TY9400 2003-026, 58 Pages, 2004/01

JNC-TY9400-2003-026.pdf:2.25MB

本報告書は、重金属冷却炉への適用が検討されている炉心・構造材料の鉛ビスマス中における耐食性評価に関する第3報である。第1報および第2報では、10-6wt%の酸素を含有する500$$^{circ}$$Cから650$$^{circ}$$Cの停留鉛ビスマス中における316FR、P122(12Cr鋼)およびODS-M鋼の800、2,000および5,000時間浸漬後の腐食挙動について報告した。本報告書では、これらの試験結果を含め、10,000時間までのこれら3鋼種の腐食挙動について報告する。500$$^{circ}$$Cおよび550$$^{circ}$$Cの鉛ビスマス中では、マルテンサイト鋼であるP122およびODSの受入材は10,000時間までの浸漬に対して、表面に形成された酸化(保護)皮膜による良好な耐食性を示した。一方、オーステナイト鋼である316FR受入材は5,000時間浸漬後にはその効果が認められなくなった。600$$^{circ}$$Cおよび650$$^{circ}$$Cでは全ての鋼種で酸化皮膜による保護効果が認められなかった。これら3鋼種のアルミニウム表面改質材(GESA材)については、表面のアルミニウム濃度が8$$sim$$15wt%に保たれた場合は、全ての試験ケースで耐食性は良好であった。

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