JPH0114532B2 - - Google Patents

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JPH0114532B2
JPH0114532B2 JP55095663A JP9566380A JPH0114532B2 JP H0114532 B2 JPH0114532 B2 JP H0114532B2 JP 55095663 A JP55095663 A JP 55095663A JP 9566380 A JP9566380 A JP 9566380A JP H0114532 B2 JPH0114532 B2 JP H0114532B2
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JP
Japan
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sample
temperature
autoclave
nodular corrosion
corrosion
Prior art date
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Application number
JP55095663A
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English (en)
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JPS5720644A (en
Inventor
Emiko Higashinakagaha
Kanemitsu Sato
Yasuyuki Yamashina
Yoshinori Kuwae
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPS5720644A publication Critical patent/JPS5720644A/ja
Publication of JPH0114532B2 publication Critical patent/JPH0114532B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、たとえば核燃料集合体をケーシング
する為に使用されているチヤンネルボツクス、被
覆管等に利用されるジルコニウム合金のノデユラ
ーコロージヨン感受性試験方法およびその装置に
関するものである。
(従来の技術) 軽水炉に使用される燃料は通常数十本の燃料棒
を並行に束状に組立てた集合体の状態で原子炉に
装荷される。燃料棒は各々上部タイプレート及び
下部タイプレートに挿入され、さらにスペーサあ
るいはスプリング等で相互の関係が維持され、上
部より眺めると網目状に規則正しく並んでいる。
チヤンネルボツクスとしては、燃料集合体のケー
シングとして通常使用されているジルコニウム合
金であるジルカロイ−4等を用いる事が多い。
これらのジルコニウム合金は高温水の雰囲気に
おいて極めて耐食性に優れている事はよく知られ
ているものの、原子炉内で用いた場合には、ノデ
ユラーコロージヨンにより白色酸化物を生成する
場合があつた。
原子炉の安全性、信頼性を高めるには、原子炉
実機を用いる事なく、各部材のノデユラーコロー
ジヨンの発生し易すさ(ノデユラーコロージヨン
感受性)を試験する方法の確立が望まれていた。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は原子炉稼動中にチヤンネルボツ
クス、燃料被覆管等を構成するジルコニウム合金
表面にノデユラー性白色異常酸化物が発生しない
ことを炉外で材料のうちに簡単にかつ短時間で検
査し得る試験方法及びその試験装置を提供するこ
とにある。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明はジルコニウム合金のノデユラーコロー
ジヨンの感受性を判定するに際し、試料を温度
475〜525℃、圧力90〜120Kg/cm2の水蒸気中に5
時間以上放置した後、試料表面を観察して判定す
るジルコニウム合金のノデユラーコロージヨン感
受性試験方法、およびジルコニウム合金試料を内
部に保持可能とした耐熱圧力容器である試料室
と、この試料室内に生ずる水素を放出させる水素
放出機構と、前記試料室にバルブを介して高温、
高圧蒸気を提供する蒸気発生室とを具備したこと
を特徴とするジルコニウム合金のノデユラーコロ
ージヨン感受性試験装置を提供することにある。
(作用) 本発明は以上の如き機構を用いることにより、
原子炉の実機を用いる事なく、容易にかつ確実に
ジルコニウム合金のノデユラーコロージヨン感受
性を試験できるものである。
本発明において試料室内の温度を475〜525℃と
水蒸気の圧力を90〜120Kg/cm2としたのはこの範
囲内では、原子炉内に対応するノデユラーコロー
ジヨンの発生を効率よく行う事ができ、温度475
℃又は圧力90Kg/cm2未満では、必要なノデユラー
コロージヨンを発生させることができず、又温度
525℃又は圧力120Kg/cm2を超えると必要以上にノ
デユラーコロージヨンが発生し、剥離、落剥して
しまうことがあるためである。
また上記の如き温度、水蒸気圧力下で5時間上
放置するのは、5時間未満では原子炉内で発生す
るノデユラーコロージヨンと同等のものが得られ
ない為である。
なお本発明においては上記の如き試験法を用い
るが、必要に応じ、事前に他の温度、水蒸気圧下
での処理を施すこともできる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例と図面を参照して詳細
に説明する。第1図に本発明に係る試験装置の概
要を示す。図においてオートクレーブ1は蒸気発
生用、オートクレーブ2はノデユラーコロージヨ
ン試験用、即ち試験室である。
オートクレーブ1とオートクレーブ2は夫々バ
ルブ3,4を介して連結しており、また圧力計
5,6により単独に圧力を計測できる。オートク
レーブ1は常用使用温度400℃、常用使用圧力150
Kg/cm2、内容積5、胴体はSuS316製である。
オートクレーブ2は試料室であるが、常用使用温
度500℃、圧力110Kg/cm2、内容積5、胴体は
SuS316にインコネル600(商品名)を内張りし、
更に蓋板もインコネル600(商品名)を使用して、
高温高圧にそなえている。
オートクレーブ2は常に一定の水蒸気圧をオー
トクレーブ1から受けることができる。
また、7,8はオートクレーブ内温度を計測す
る為に挿入された温度計であり、9,10はオー
トクレーブを昇温する際、脱気をおこなう脱気機
構であり、11,12は安全弁である。
さらに13はバルブ、14は水素放出機構であ
る。
次に上記装置の動作について説明する。試験関
始にあたつてバルブ15,16,17,18およ
びポンプ19によつてオートクレーブ内は排気さ
れる。
水蒸気源である水は脱イオン水及び蒸留水をオ
ートクレーブ1のみに注入しバルブ3,4は閉じ
たままオートクレーブ1の昇温を開始する。脱気
は例えば150℃から開始し、オートクレーブ1の
温度をコントロールすることによりオートクレー
ブ1の水蒸気圧を一定に保持する。例えば250℃
では飽和水蒸気圧41Kg/cm2、300℃で88Kg/cm2
315℃で168Kg/cm2である。
オートクレーブ2は試料をステンレスあるいは
Ni基合金のワイヤにて吊下し、昇温初期には真
空ポンプ19で排気をしながら昇温をし、オート
クレーブ2が200℃を超えた時点でバルブ3,4
により徐々に水蒸気をオートクレーブ2に供給、
複数個の蒸気放出の後、オートクレーブ2を更に
昇温し500℃110Kg/cm2に設定することにより腐蝕
試験を関始した。
試料はジルコニウム合金より成る例えばチヤン
ネルボツクスと同様な方法で加工熱処理をうけた
小誌験片あるいはまたチヤンネルボツクスの端か
ら切り出した小試験片の試料で、これを例えば温
度475〜525℃、圧力90〜120Kg/cm2、保持された
高温高圧水蒸気のオートクレーブ内に例えば5〜
25時間保持した後、試料を観察してノデユラーコ
ロージヨン感受性を判定する。第2図はジルカロ
イ−4の試料を温度500℃、圧力105Kg/cm2で5時
間放置した際の上記試験により得られた試料の50
倍の顕微鏡写真でaは試料表面に直径0.6mm程度
のノデユラーコロージヨンが発生し肉眼で白色斑
点が確認された試料、bは試料としてZr−2%
Nbを用い、他は同様の試験を行つたものであり、
ノデユラーコロージヨンが発生しなかつた試料で
ある。また、上記高温高圧水蒸気試験を行なつた
場合の試料の重量増を第3図に示す。なお図中横
軸に腐蝕時間、縦軸に腐蝕増量をとり、曲線aは
第2図aに対応し、ノデユラーコロージヨンが発
生したものであり、10時間を超えてから剥落が生
じ増量の測定が困難で記載していない。曲線bは
第2図bに対応し前述の5時間の試験ではノデユ
ラーコロージヨンが発生せず、さらに25時間、74
時間後でもノデユラーの発生はなかつた。この結
果から明らかな如く本発明によればノデユラーコ
ロージヨンの感受性判断が可能となることが確認
されたことになる。なお、上記加速試験でノデユ
ラーコロージヨンが発生した試料を更に長時間、
上記高温高圧水蒸気に保持させるとノデユラーコ
ロージヨンは集合し極端なものは盛り上り剥落減
肉した。
この時、ジルコニウム合金と水蒸気の反応は Zr+2H2O=ZrO2+2H2 でZrが酸化するにしたがい圧力計6の圧力は不
変のまま水蒸気の量が減少し水素の量が増加す
る。また本発明に係る試験装置でオートクレーブ
を蒸気発生室と試料室とを分離したのは試料の表
面積・腐蝕の程度により消費される水蒸気の量が
異なり常に一定の水蒸気を維持できない為に試験
結果が大幅にばらつくことを防止したものであ
る。
更にオートクレーブ2には、バルブ13を介し
て水素放出機構14が設けてあり、上記反応によ
り発生した水素と例えばパラジウム塊により水素
のみを外部に放出している。水素放出機構はパラ
ジウム塊のみによらず例えば水素ゲツター、ある
いは水素所蔵金属を使用して水素を捕獲しても良
い。
[発明の効果] チヤンネルボツクスあるいは燃料被覆管は高価
なジルコニウム合金を使用しており、また更に原
子炉炉心という特殊な場所に運んで使用されるも
のである。したがつて本発明によるノデユラーコ
ロージヨンの簡単な感受性試験を炉外で短時間に
行なえることは経済面、安全の面から著しい効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る試験装置の概略構成図、
第2図a,bは、本発明に係る試験方法により得
られた試料の顕微鏡写真、第3図は試料の腐蝕増
量を示す図である。 1……オートクレーブ(蒸気発生室)、2……
オートクレーブ(試料室)、3,4……バルブ、
5,6……圧力計、14……水素放出機構。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ジルコニウム合金のノデユラーコロージヨン
    の感受性を判定するに際し、試料を温度475〜525
    ℃、圧力90〜120Kg/cm2の水蒸気中に5時間以上
    放置した後、試料表面を観察して判定するジルコ
    ニウム合金のノデユラーコロージヨン感受性試験
    方法。 2 ジルコニウム合金試料の保持部を内部に有す
    る耐熱圧力容器である試料室と、この試料室内に
    生ずる水素を放出させる水素放出機構と、前記試
    料室にバルブを介して高温、高圧蒸気を供給する
    蒸気発生室とを具備したことを特徴とするジルコ
    ニウム合金のノデユラーコロージヨンの感受性試
    験装置。
JP9566380A 1980-07-15 1980-07-15 Method and device for testing nodular corrosion sensitivity of zirconium alloy Granted JPS5720644A (en)

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JP9566380A JPS5720644A (en) 1980-07-15 1980-07-15 Method and device for testing nodular corrosion sensitivity of zirconium alloy

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JP9566380A JPS5720644A (en) 1980-07-15 1980-07-15 Method and device for testing nodular corrosion sensitivity of zirconium alloy

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Publication Number Publication Date
JPS5720644A JPS5720644A (en) 1982-02-03
JPH0114532B2 true JPH0114532B2 (ja) 1989-03-13

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2132345B (en) * 1982-12-15 1986-07-30 Gen Electric Method of determining corrosion properties of zirconium alloys
JPS59170767A (ja) * 1983-03-17 1984-09-27 Toshiba Corp ハフニウムおよびハフニウム合金のノジユラ−コロ−ジヨン感受性試験方法
JPS60350A (ja) * 1983-06-17 1985-01-05 Ngk Insulators Ltd セラミツクスの試験方法
US5991352A (en) * 1998-03-30 1999-11-23 General Electric Company Method for determining corrosion susceptibility of nuclear fuel cladding to nodular corrosion
US6949857B2 (en) 2003-03-14 2005-09-27 Visteon Global Technologies, Inc. Stator of a rotary electric machine having stacked core teeth

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JPS5720644A (en) 1982-02-03

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