局所環境条件の実測に基づく環境助長割れの実験的研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09305008
• 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: 中島 美樹子 東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (80005488) ; 渡邉 豊 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10260415) ; MINKOV DORIAN 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30291264) ; 玉川 欣次 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30005368)
• キーワード: 環境助長割れ / き裂先端溶液化学 / マイクロサンプリング / 毛細管電気泳動法 / スキャニングプローブ顕微鏡 / 再不働態化 / イオンクロマトグラフ

研究概要

平成10年度に引続き、き裂先端での材料物性と溶液化学に関する研究を行った。まず、これまでの研究で確立したき裂内部溶液のマイクロサンプリング法を用いて、き裂進展量とMnS溶解によりき裂内部に供給される硫酸イオン及び塩素イオン濃度の関係を解明し、き裂先端におけるアニオン濃縮プロセスを明らかにした。特にCI^-とSO^4_<2->についてその供給源が沖合にある場合と、き裂先端にある場合とで、サンプリング時間間隔効果が全く逆になることを明らかにし、その機序を明らかにした。さらに、長時問実験環境に放置された低合金鋼のき裂内部溶液を採取することにより、き裂進展挙動及びき裂先端溶液化学の時問依存性に関して研究を行い、時問によりき裂先端溶液化学が大きく影響を受け、実プラント用構造用部材のEAC挙動は実験室で得られた結果と相違な挙動を示す可能性があることを指摘した。この計測結果をもとに、理論に含まれる未知パラメータの同定アルゴリズムを開発し、パラメータの変動範囲の設定が重要であることを明らかにした。一方、スキャニングプローブ顕微鏡によるき裂先端部の微視的磁気特性の計測手法について検討し、ステンレス鋼及びNi基合金のき裂先端部における酸化皮膜特性を観察した。それに基づきEAC挙動との関係を解析することにより、EAC挙動に及ぼすき裂先端における材料の酸化皮膜特性の影響について検討した。

研究成果

• [文献書誌] T.Shoji,Y.Lee,K.S.Raja and G.Li: "Theoretical Formulation and Life Prediction of Environmentally Assisted Cracking of Pressure Boundary Components in Light Water Reactor Water Environment"Proceedings of Asian Pacific Conference for Fracture and Strength 1999, 3-6 June 1999,Xi'an China. (in press).
• [文献書誌] G.F.Li,Y.Kaneshima and T.Shoji: "Effects of minor elements and thermal treatment on EAC of austenitic simulated steels in PWR primary water and implication to IASCC"Proceedings of 9th International Conference on Environmental Degradation on Materials in Nuclear Power Systems-Water Reactors, 1-5 August1999, Newport Beach, California, USA,. (in press).
• [文献書誌] K.S.Raja,T.Masuda,T.Shoji and Y.J.Lee: "Studies on Surface Oxide Films of Stainless Steels Having Simulated Post-Irradiated Grain Boundary Chemistries"Proceedings of 9th International Conference on Environmental Degradation on Materials in Nuclear Power Systems-Water Reactors,1-5 August 1999, Newport Beach, California, USA,. (in press).
• [文献書誌] Y.Lee,T.Shoji and K.S.Raja: "Evaluation of Crack Tip Solution Chemistry of Low Alloy Steels in Oxygenated High Temperature Water"Proceedings of 9th International Conference on Environmental Degradation on Materials in Nuclear Power Systems-Water Reactors,1-5 August 1999, Newport Beach, California, USA,. (in press).
• [文献書誌] G.F.Li,K.Oohashi,S.Ishikawa and T.Shoji: "Effect of Hardening by"warm work"on environmentally assisted cracking behavior of 304 stainless steel in BWR water at 288-C"Proceedings of 1999 Annual Meeting of Japanese Society of Mechanical Engineers / Materials and Mechanics Division (JSME/MMD),9-11 October,1999, Kyoto, Japan. 211-212 (1999)
• [文献書誌] Y.Lee and T.Shoji: "Effect of Pre-exposure on Environmentally Assisted Cracking of Low Alloy Steel in Pressurized High Temperature Water"Proceedings of 1999 Annual Meeting of Japanese Society of Mechanical Engineers / Materials and Mechanics Division (JSME/MMD),9-11 October 1999 Kyoto, Japan. 189-190 (1999)
• [文献書誌] G.F.Li,Y.Kaneshima and T.Shoji: "Effects of impurities on environmentally assisted crack growth of solution - Annealed austenitic steels in PWR primary water"Corrosion. (in press).
• [文献書誌] T.Shoji,K.S.Raja,G.F.Li,Y.J.Lee and Anna Brozova: "Critical parameters of environmentally assisted cracking in nuclear systems"The Annual Conference of National Association of Corrosion Engineers,NACE, Corrosion 2000, Orlando, Florida,. (to be presented).