高温高圧水中における界面酸化物の反応動力学と応力腐食割れ

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01F00508
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 庄子 哲雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): LU Zhanpeng 東北大学, 大学院・工学研究科, 外国人特別研究員
• Keywords: 環境助長割れ / 粒界型応力腐食割れ / 高温水 / オーステナイト合金のき裂進展速度 / き裂の発生 / 接触電気抵抗

Research Abstract

原子力プラントの構造材料に関する環境助長割れの評価、及びメカニズム解析を行った。
1.模擬加圧水型原子炉環境下における照射誘起偏析を模擬した304ステンレス鋼のき裂進展試験を行った。この環境下において、熱間圧延加工をほどこし材料では粒界型応力腐食割れが観察された。交流電位差法によってき裂進展量を測定したところ、台形波荷重ではほぼ一定したき裂進展率を示した。また、冷間加工をほどこした材料でも、粒界型応力腐食割れが観察され、き裂進展速度は熱間圧延加工材の結果と一致した。
2.インコネル合金の応力腐食割れの発生に対して、交流電位差法が応力腐食割れのモニタリングに有効であることを示した。
3.高温水中において304L鋼界面に生成した酸化膜の電気化学的特性を、接触電気抵抗を測定することによって検討した。溶存酸素量が増加すると、接触抵抗も増加し、溶存酸素量が酸化膜の特性に大きな影響を与えていることがわかった。また、脱気によって酸化膜を還元したところ、多様なステップが観察され、界面には多様な酸化膜相が存在する可能性が示唆された。
4.ニッケル合金、及びその溶接物における、低温でのき裂進展特性の検討を行った。合金690、EN82H、EN52は、水素を吹き込んだ低温水中でき裂が進みやすくなっていた。一方,600合金はわずかな破壊靭性値の減少しか示さなかった。水素を吹き込んだ空気中と低温水中での破壊靭性、及び破面の特性が同じであったことから、低温でのき裂進展は、水素脆性によるものであることがわかった。

Research Products

• [Publications] Zhanpeng LU, Qunjia PENG, Tetsuo SHOJI: "Crack Growth Rate of Grain Boundary Model Alloy in PWR Primary Water"2002' ICG-EAC-A meeting, July25-26, 2002, Sendai, Japan. 175-184 (2002)
• [Publications] Zhanpeng LU, Qunjia PENG, Tetsuo SHOJI: "Review on Low Temperature Crack Propagation of Alloy 690"2002' ICG-EAC-A meeting, July25-26, 2002, Sendai, Japan. 203-210 (2002)
• [Publications] Z.P.Lu*, R.Kanetani, G.F.Li, Q.J.Peng, T.Shoji: "Environmentally Assisted Crack Growth Behavior of Simulated Grain Boundary Materials in PWR Primary Water"IAEA Technical Meeting on Corrosion, Fatigue and Other Time and Load Dependent Degradation Mechanisms other than Irradiation. Mar. 11-13, 2003. Stretton, Warrington, Cheshire, England, UK. (To be presented). (2003)