2003 Fiscal Year Annual Research Report

酸化性超臨界水環境における反応容器用材料の応力腐食割れ制御

Research Project

Project/Area Number	13450290
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	渡辺豊東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10260415)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	生島豊独立行政法人産業技術総合研究所, 超臨界流体研究センター, 有機化学チーム長(研究職) 湯上浩雄東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60192803) 阿尻雅文東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60182995)
Keywords	超臨界水 / 腐食 / 応力腐食割れ / ニッケル基合金 / ステンレス鋼 / 時効劣化 / 硫酸 / 酸化物
Research Abstract	硫酸を含みかつ酸化性の超臨界水環境下で、ステンレス鋼およびNi基合金について腐食試験および低ひずみ速度試験を実施し、耐食性及び応力腐食割れ感受性を評価するとともに、劣化支配因子の解明を行った。400℃における316系ステンレス鋼の割れ感受性を硫酸濃度(10ppm〜10000ppm)および圧力(10MPa〜60MPa)の関数として調査した。応力腐食割れ発生に関する硫酸濃度の下限界を明らかにすべく、硫酸濃度を関数として割れ感受性を評価した結果、10ppm程度の低濃度硫酸環境(400℃/25MPa)においても明確な粒界応力腐食割れ感受性のあることが明らかとなった。また、圧力依存性評価試験結果から割れ感受性が庄力に不敏感であることが明らかとなった。とくに、気相条件(400℃/10MPa)においてさえ、100ppmの硫酸添加により割れ感受性が現れることが判った。これらは、溶解型以外の割れ機構を示唆する結果と考えられた。加えて、き裂周辺の分析結果に基づき、内部酸化型の割れ機構の可能性が考えられた。一方、高Cr系のNi基合金(MCアロイ)は、相対的に割れ感受性が小さかった。耐食性発現条件を皮膜形成の観点から考察することを目的として、316Lステンレス鋼を主たる対象として、超臨界水環境での腐食試験あるいは割れ試験中に形成された酸化物皮膜を、X線回折、レーザーラマン分光などの分析手法により詳細に分析した。形成される酸化物は主にCr_2O_3、FeCr_2O_4、Fe_2O_3の3種であったが、温度条件および溶存酸素濃度条件に依存して優先的に生成する酸化物は変化した。これらの結果について、電位-pH図による予測との整合性が認められた。

Research Products

(5 results)

All Other

All Publications (5 results)

[Publications] Yutaka Watanabe: "CHARACTERISTICS AND A FEW KEY PARAMETERS OF CORROSION OF ALLOYS IN SUPERCRITICAL WATER ENVIRONMENTS"Transactions of The Indian Institute of Metals. 56. 297-304 (2003)
[Publications] Yutaka Watanabe: "Environmentally Assisted Cracking of Alloys in Superheated Steam and Supercritical Water"Proceedings of International Conference on Global Environment and Advanced Nuclear Power Plants. 1-4 (2003)
[Publications] Yutaka Watanabe: "Effect of Physical Property and Chemistry of Water on Cracking of Stainless Steels in Sub-critical and Supercritical Water"Key Engineering Materials. 261-263. 1031-1036 (2004)
[Publications] Yutaka Watanabe: "CORROSION RESISTANCE AND CRACKING SUSCEPTIBILITY OF 316L STAINLESS STEEL IN SULFURIC ACID-CONTAINING SUPERCRITICAL WATER"CORROSION2004. (印刷中). (2004)
[Publications] 渡辺豊: "超臨界水環境における金属腐食対策研究の動向"高圧ガス. 40. 585-589 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

酸化性超臨界水環境における反応容器用材料の応力腐食割れ制御

Principal Investigator

渡辺 豊 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10260415)

Research Products

[Publications] Yutaka Watanabe: "CHARACTERISTICS AND A FEW KEY PARAMETERS OF CORROSION OF ALLOYS IN SUPERCRITICAL WATER ENVIRONMENTS"Transactions of The Indian Institute of Metals. 56. 297-304 (2003)

[Publications] Yutaka Watanabe: "Environmentally Assisted Cracking of Alloys in Superheated Steam and Supercritical Water"Proceedings of International Conference on Global Environment and Advanced Nuclear Power Plants. 1-4 (2003)

[Publications] Yutaka Watanabe: "Effect of Physical Property and Chemistry of Water on Cracking of Stainless Steels in Sub-critical and Supercritical Water"Key Engineering Materials. 261-263. 1031-1036 (2004)

[Publications] Yutaka Watanabe: "CORROSION RESISTANCE AND CRACKING SUSCEPTIBILITY OF 316L STAINLESS STEEL IN SULFURIC ACID-CONTAINING SUPERCRITICAL WATER"CORROSION2004. (印刷中). (2004)

[Publications] 渡辺 豊: "超臨界水環境における金属腐食対策研究の動向"高圧ガス. 40. 585-589 (2003)

渡辺豊東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10260415)

[Publications] 渡辺豊: "超臨界水環境における金属腐食対策研究の動向"高圧ガス. 40. 585-589 (2003)