| 研究課題/領域番号 |
20K05390
|
|---|
| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
|---|
研究代表者 |
相馬 康孝 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究職 (90832402)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| キーワード | 高温水 / 軽水炉 / ステンレス鋼 / すき間腐食 / 応力腐食割れ |
|---|
| 研究実績の概要 |
高温高圧水中においては、極めて高純度の水質であっても、ステンレス鋼が応力腐食割れ（SCC）感受性を示す。この現象のメカニズムの解明は、軽水炉に代表される、あらゆる圧力容器の安全上極めて重要である。これまでの研究により、高温水SCCの本質は、き裂内部における「酸化（腐食）の局在化」にあるとされている。研究代表者はこの「腐食の局在化」は割れ内部などの狭小部（クレビス部）に形成される腐食性の高い環境（クレビス環境）がもたらすと考えた。そこで本研究では、クレビス環境を、各種電気化学測定が可能となるマクロスケールにて再現し、腐食の局在化挙動に及ぼす合金組成（CrおよびMo）の影響を明らかとすることを目的とした。
本年度は装置整備、および合金溶製を実施した。装置整備に関しては、研究対象環境であるクレビス環境が高腐食性であり、圧力容器（オートクレーブ）自身の腐食が懸念されることから、オートクレーブの材質をチタンとした試験系を整備した。溶製する合金の組成に関しては、過去の研究によりステンレス鋼中のCr濃度がSCC感受性に大きな影響を与える重要元素であることが分かっている。そのため、SCC感受性が大きく変化するCr濃度22.5wt%前後に着目し、電気化学的性質を調べるべく、組成をFe-xCr-20Ni（x=16.5、20、23、24.5、25 wt.%）とした。さらに実機材料としてはSUS304Lと共にSUS316Lが使用されており、両者の主な違いとなるMoの効果の効果を知ることが実用上極めて重要である。そこで、Mo濃度を振ったFe-16.5Cr-20Ni-yMo（y=0、3、6 wt.%）を製作した。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
現在までに、（1）チタン製オートクレーブを装備した高温水循環装置の整備、および目的とする組成を有する合金を組成誤差約0.2%以内で製作し、溶製した合金の試験片形状への加工及びテフロン製電気化学セルへの設置が完了した。一方、着手する予定であった（2）電気化学測定は、オートクレーブ接合部からの漏水により実施できず、当該箇所の修理を予定していることから、やや遅れている。と判断する。
|
| 今後の研究の推進方策 |
次年度以降は、前述の装置の不具合を修理した後、(1)クレビス模擬環境における電気化学的腐食試験を実施する予定である。試験の詳細としては、クレビス環境を模擬したpH(288℃)約3.5（硫酸系あるいは塩化物系で調整）、不活性ガス脱気溶液における分極曲線の測定、電気化学インピーダンス測定及び重量変化測定を予定している。さらに（2）として得られた電気化学データの解析及び腐食形態又は表面酸化皮膜層の顕微鏡学的分析（光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡及び顕微ラマン分光法）に着手する予定である。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度に購入した物品について、当初計画に比べて価格が高かった点から物品購入計画を見直したことにより、次年度使用額が生じた。次年度使用額は、次年度分経費と合わせて、試験に係る物品購入等に使用する予定である。
|
