原子炉構造材料の環境助長割れに関する共同研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09044117
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 庄子 哲雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80091700)
• 研究分担者: 渡邊 豊 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10260415) ; 坂 真澄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20158918) ; ZUBCHENKO Al ツニトマッシュ研究所, 所長 ; TIMOFEEV Bor ロシア構造材料中央研究所, 室長 ; ZVENZDIN Yur ロシア連邦工学院, 副学長, 教授
• キーワード: 環境助長割れ / 原子炉構造材料 / き裂進展 / き裂先端ひずみ速度 / 表面酸化皮膜 / 水化学 / すべり溶解モデル / 電流密度減衰曲線

研究概要

ロシアにおけるVVER型原子力発電プラントにおける割れ事例に基づき、昨年度に立案した応力腐食割れ試験を実施した。対象鋼種はこれまでの国産圧力容器用鋼に加えて、ロシアにおいて試作されたMnSの形態を制御した圧力容器用鋼について、沸騰水型及び加圧水型原子炉一次冷却水模擬環境中において試験を実施した。その結果、き裂進展加速の支配因子のひとつと考えられているき裂先端のSイオン濃度が鋼中のS量及びMnSの分布形態によって著しく異なり、高S含有量でも小さいMnSとして分布していれば加速は大きくなく、極めて局所的なSイオン濃度が重要である事が明らかになった。また、マイクロサンプリング手法の応用として、き裂先端の洗浄効果を世界に先駆けて初めて見出し、その結果としてSイオンに加えてき裂先端のpHが重要であることを見出した。また、1998年10月には、これまでの共同研究成果の発表会を仙台において開催した。

研究成果

• [文献書誌] 李 倫柱: "高温高圧水中における軽水炉圧力容器用鋼の環境助長割れ内部環境の計測に関する研究" 材料と環境. 47,12. 783-788 (1998)
• [文献書誌] Y.Lee: "Quantitative Analysis of Environmentally Assisted Crack Tip Chemistry of Reactor Pressure Vassel Steel in High Temperature Water" Proceedings of Eurocorr '98-The European Corrosion Congress,Sept.28-Oct.1,1998,Utrecht,The Netherlands. (1998)
• [文献書誌] 李 倫柱: "高温高圧水中における低合金鋼のき裂内溶液化学の変化に伴う腐食疲労き裂進展応答" (社)腐食防食協会 第45回材料と環境討論会講演習. 285-288 (1998)
• [文献書誌] Y.Lee: "Study on Corrosion Fatigue Crack Tip Solution Chemistry of 15X2MFASteels in BWR and PWR Environments" Proceedings of International Workshop on Environmentally Assisted Cracking in Nuclear Power Plants,Oct.2,1998,Sendai. 23-27 (1998)
• [文献書誌] T.Satoh: "Quantitative Prediction of Environmentally Assisted Cracking Based on a Theoretical Model and Computer Simulation" Journal of Nuclear Materials. 258-263. 2054-2058 (1998)
• [文献書誌] T.Shoji: "Prediction of Environmentallu assisted Cracking Behavior of Structural Material in LWR Systems:" Proceedings of the 1998 ASME/JSME Joint Pressure Vessels and Piping Conference,July 26-30,1998,San Diego,California. 201-205 (1998)