JPH01215955A - 核燃料再処理プラント用３０４ｌステンレス鋼 - Google Patents
核燃料再処理プラント用３０４ｌステンレス鋼Info
- Publication number
- JPH01215955A JPH01215955A JP63040782A JP4078288A JPH01215955A JP H01215955 A JPH01215955 A JP H01215955A JP 63040782 A JP63040782 A JP 63040782A JP 4078288 A JP4078288 A JP 4078288A JP H01215955 A JPH01215955 A JP H01215955A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stainless steel
- corrosion resistance
- nuclear fuel
- fuel reprocessing
- corrosion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、核燃料再処理プラントのように、酸化性金属
イオンを含有する高温硝酸環境において優れた耐食性を
示す３０４Ｌステンレス鋼に関する。
イオンを含有する高温硝酸環境において優れた耐食性を
示す３０４Ｌステンレス鋼に関する。
核燃料再処理用プラントの溶解槽、酸回収蒸発缶等の塔
槽類、各種配管及びその他の構造物にみられるように、
酸化性金属イオンを含有する高温硝酸環境下では粒界腐
食が問題となっている。そのため、従来低Ｃ化による粒
界近傍Ｃｒ欠乏層形成の回避及びＰやＳ等の粒界偏析元
素の低減化によりその腐食を防ぐもの（例えば特開昭５
９−２２２５６３号、特開昭５９−２２２５５９号、特
開昭６２−１２０４６３号等）や、２％以上のＳｉ添加
によるカソード反応の抑制によるもの（例えば特開昭５
４−１２４８２０号）に主眼を置いた技術開発がなされ
てきた。
槽類、各種配管及びその他の構造物にみられるように、
酸化性金属イオンを含有する高温硝酸環境下では粒界腐
食が問題となっている。そのため、従来低Ｃ化による粒
界近傍Ｃｒ欠乏層形成の回避及びＰやＳ等の粒界偏析元
素の低減化によりその腐食を防ぐもの（例えば特開昭５
９−２２２５６３号、特開昭５９−２２２５５９号、特
開昭６２−１２０４６３号等）や、２％以上のＳｉ添加
によるカソード反応の抑制によるもの（例えば特開昭５
４−１２４８２０号）に主眼を置いた技術開発がなされ
てきた。
粒界近傍のＣｒ欠乏層の形成を避けるために低Ｃ化する
技術では、Ｃを０．０２ｗｔ％以下とすれば良く、この
範囲であれば通常の原料でも製造は可能である。しかし
、特開昭５９−２２２５６３号、特開昭５９−２２２５
５９号及び特開昭６２−１２０４６３号等の粒界腐食防
止技術ではこのような低Ｃ化のほかにＰを０．００５ｗ
ｔ％以下としており、このような組成を得るためには高
品位原料を使用しなければならず、非常にコスト高とな
る。
技術では、Ｃを０．０２ｗｔ％以下とすれば良く、この
範囲であれば通常の原料でも製造は可能である。しかし
、特開昭５９−２２２５６３号、特開昭５９−２２２５
５９号及び特開昭６２−１２０４６３号等の粒界腐食防
止技術ではこのような低Ｃ化のほかにＰを０．００５ｗ
ｔ％以下としており、このような組成を得るためには高
品位原料を使用しなければならず、非常にコスト高とな
る。
又、特開昭５４−１２４８２０号のようにＳｉ添加量を
多くした高Ｓｉ含有鋼は溶接性に問題があり、溶接部の
靭性を確保するには、例えば溶接後の溶体化処理のよう
に特殊な技術を必要とすることになる。
多くした高Ｓｉ含有鋼は溶接性に問題があり、溶接部の
靭性を確保するには、例えば溶接後の溶体化処理のよう
に特殊な技術を必要とすることになる。
本発明は従来技術の以上のような問題を解決するために
なされたもので、従来技術のようにＣやＰの低減化或い
はＳｉ添加等によるものではな（，３０４Ｌステンレス
鋼の規格成分範囲内で主要構成元素であるＣｒ及びＮｉ
の含有量について適切な範囲を求め、高品位原料を用い
なくても酸化性金属イオン含有高温硝酸の使用環境下で
耐食性を改善せしめることができるようにしたものであ
る。
なされたもので、従来技術のようにＣやＰの低減化或い
はＳｉ添加等によるものではな（，３０４Ｌステンレス
鋼の規格成分範囲内で主要構成元素であるＣｒ及びＮｉ
の含有量について適切な範囲を求め、高品位原料を用い
なくても酸化性金属イオン含有高温硝酸の使用環境下で
耐食性を改善せしめることができるようにしたものであ
る。
本発明者等は、鋼組成が３０４Ｌステンレス鋼の規格成
分範囲内にある場合でも、特にＣｒ及びＮ１含有量を更
に限定し、これに合わせて他の添加元素量をも最適化せ
しめることにより、酸化性金属イオンを含有する高温硝
酸環境下でも耐食性の改善がみられることを確認した。
分範囲内にある場合でも、特にＣｒ及びＮ１含有量を更
に限定し、これに合わせて他の添加元素量をも最適化せ
しめることにより、酸化性金属イオンを含有する高温硝
酸環境下でも耐食性の改善がみられることを確認した。
そのため本発明は、Ｃ： ０．０２０ｗｔ％以下、Ｓｉ
：０．１−１．００ｗｔ％、Ｍｎ ： ２．０Ｃｈｔ％
以下、Ｎｉ ： １１．０〜１３．０ｗｔ％、Ｃｒ ：
１９．０〜２０．０ｗｔ％、 Ｎ ： ０．０１５〜
０．０４５ｕｔ％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物
からなる核燃料再処理プラント用に用いられる３０４Ｌ
ステンレス鋼を提供せんとするものである。
：０．１−１．００ｗｔ％、Ｍｎ ： ２．０Ｃｈｔ％
以下、Ｎｉ ： １１．０〜１３．０ｗｔ％、Ｃｒ ：
１９．０〜２０．０ｗｔ％、 Ｎ ： ０．０１５〜
０．０４５ｕｔ％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物
からなる核燃料再処理プラント用に用いられる３０４Ｌ
ステンレス鋼を提供せんとするものである。
以下本発明の鋼組成の限定理由につき説明する。
本発明で最も特徴的なのはＣｒとＮｉを更に限定した点
である。第１図及び第２図はそれぞれ０．１ｇ／ｊのＣ
ｒ’＋イオンを含有する沸騰８Ｎ硝酸中での腐食速度に
及ぼすＣｒ及びＮｉの影響を示したものである。Ｃｒは
１９％以上添加することにより初めて効果が現われ、Ｎ
ｉについても１１％以上添加することにより、その効果
が現われることがわかる。Ｃｒの増加による耐食性の向
上は粒界の腐食電位を下げることによるものと考えられ
る。
である。第１図及び第２図はそれぞれ０．１ｇ／ｊのＣ
ｒ’＋イオンを含有する沸騰８Ｎ硝酸中での腐食速度に
及ぼすＣｒ及びＮｉの影響を示したものである。Ｃｒは
１９％以上添加することにより初めて効果が現われ、Ｎ
ｉについても１１％以上添加することにより、その効果
が現われることがわかる。Ｃｒの増加による耐食性の向
上は粒界の腐食電位を下げることによるものと考えられ
る。
又、Ｎｉの増加はオーステナイト組織の安定性を向上さ
せることから、Ｎｉの効果は粒界の構造等の組織学的因
子に関連するものと考えられる。
せることから、Ｎｉの効果は粒界の構造等の組織学的因
子に関連するものと考えられる。
更に、Ｃｒを１９％以上添加した場合、δ−フェライト
、σ相等の耐食性及び靭性に対して有害な相の析出を抑
えるためにもＮｉは１１％以上とするべきである。以上
の理由から、Ｃｒ及びＮｉ量はそれぞれＳＯ３３０４Ｌ
のＪＩＳ規格を上限として重量％で１９．０〜２０．０
％及び１１．０〜１３．０％とした。
、σ相等の耐食性及び靭性に対して有害な相の析出を抑
えるためにもＮｉは１１％以上とするべきである。以上
の理由から、Ｃｒ及びＮｉ量はそれぞれＳＯ３３０４Ｌ
のＪＩＳ規格を上限として重量％で１９．０〜２０．０
％及び１１．０〜１３．０％とした。
上記範囲のＣｒとＮｉを含有する３０４Ｌステンレス鋼
について、更に、同環境中でのＳｉ及びＮの耐食性及び
機械的特性に及ぼす影響を調査した結果、ある範囲内で
は更に耐食性を向上させることができ、且つ十分な機械
的特性をも確保できることが判明した。
について、更に、同環境中でのＳｉ及びＮの耐食性及び
機械的特性に及ぼす影響を調査した結果、ある範囲内で
は更に耐食性を向上させることができ、且つ十分な機械
的特性をも確保できることが判明した。
そのうち、第３図は耐食性に及ぼすＳｉの影響について
調査した結果を示すものである。このグラフ図から明ら
かなように、Ｓｉを０．１％未満とすると耐食性が著し
く損なわれる。そのため耐食性の観点から少なくとも０
．１％以上添加する必要がある。但し、それ以上増量し
ても耐食性にはほとんど影響しないので、その上限はＪ
ＩＳ規格のＳＯ５３０４Ｌと同じ１．００％とする。
調査した結果を示すものである。このグラフ図から明ら
かなように、Ｓｉを０．１％未満とすると耐食性が著し
く損なわれる。そのため耐食性の観点から少なくとも０
．１％以上添加する必要がある。但し、それ以上増量し
ても耐食性にはほとんど影響しないので、その上限はＪ
ＩＳ規格のＳＯ５３０４Ｌと同じ１．００％とする。
又、第４図及び第５図は、機械的特性に及ぼすＮの影響
及び耐食性に及ぼすＮの影響について調査した結果を示
している。第４図に示されるように、本発明の成分系に
おいてＪＩＳ規格のＳＯ３３０４Ｌに要求される耐力を
確保するためには、少なくとも１５０ｐｐｍ（０，０１
５％）以上添加する必要がある。しかし第５図に示され
るように、４５０ｐｐｍ（０，０４５％）を超えると介
在物の増加による耐食性の劣化が著しくなるので、上限
は０．０４５％とした。
及び耐食性に及ぼすＮの影響について調査した結果を示
している。第４図に示されるように、本発明の成分系に
おいてＪＩＳ規格のＳＯ３３０４Ｌに要求される耐力を
確保するためには、少なくとも１５０ｐｐｍ（０，０１
５％）以上添加する必要がある。しかし第５図に示され
るように、４５０ｐｐｍ（０，０４５％）を超えると介
在物の増加による耐食性の劣化が著しくなるので、上限
は０．０４５％とした。
その他、ＣはＣｒ炭化物の粒界析出によるＣｒ欠乏層形
成を回避するために、少なくとも０．０２０％以下とし
ておく必要がある。又、Ｍｎについては耐食性に対する
影響がないため、ＪＩＳ規格のＳＵＳ ３０４Ｌと同じ
設定とした。
成を回避するために、少なくとも０．０２０％以下とし
ておく必要がある。又、Ｍｎについては耐食性に対する
影響がないため、ＪＩＳ規格のＳＵＳ ３０４Ｌと同じ
設定とした。
本発明者等は下記の表に示す組成を有する鋼を製造して
腐食試験を行った。そのうち符号１〜７は本発明の組成
を有する鋼であり、符号８〜２０はそのような組成を有
しない比較鋼である。
腐食試験を行った。そのうち符号１〜７は本発明の組成
を有する鋼であり、符号８〜２０はそのような組成を有
しない比較鋼である。
いずれの鋼も真空高周波炉にて５０ｋｇ溶製し、８■厚
まで熱間圧延後、所定の溶体化熱処理を施して腐食試験
に供した。
まで熱間圧延後、所定の溶体化熱処理を施して腐食試験
に供した。
腐食試験は０．１ｇＩＱのＣｒ６＋イオンを含有する沸
ｍ８Ｎ ＝ ＨＮＯ３中に、各供試鋼より採取した腐食
試験片（３Ｘ ２０ Ｘ ３０ｍｍ、表面は＃５００エ
メリー紙にて手研磨）を浸漬して行い、重量減少から腐
食速度を求めた。腐食試験片の浸漬は２４時間毎に液を
交換して合計２４０時間行った。
ｍ８Ｎ ＝ ＨＮＯ３中に、各供試鋼より採取した腐食
試験片（３Ｘ ２０ Ｘ ３０ｍｍ、表面は＃５００エ
メリー紙にて手研磨）を浸漬して行い、重量減少から腐
食速度を求めた。腐食試験片の浸漬は２４時間毎に液を
交換して合計２４０時間行った。
その結果、符号１〜７の本発明鋼は腐食速度が小さく、
優れた耐食性を有していることが明らかとなった。これ
に対し、符号８〜１１の鋼はＣｒ含有量が１９．０％未
満のため、符号１２及び１３の鋼はＮｉ含有量が１１．
０％未満のため、又、符号１４及び１５の鋼はＳｉ含有
量が０．１％未満のため、更に符号１６及び１７の鋼は
Ｎ含有量が０．０４５％を超えているため、それぞれ符
号１〜７の本発明鋼に比べ腐食速度が大きいという結果
となった。又、符号１８の鋼は、腐食速度については本
発明鋼と同等であるが、前記第４図に示すごとく、Ｎ含
有量が０．０１５％未満であるためＪＩＳ規格で規定さ
れた耐力を満足できない。更に符号１９及び２０の鋼は
いずれも優れた耐食性を示すが、それぞそれＣｒ及びＮ
ｉ含有量が規格の上限を超えるものであって好ましくな
い。
優れた耐食性を有していることが明らかとなった。これ
に対し、符号８〜１１の鋼はＣｒ含有量が１９．０％未
満のため、符号１２及び１３の鋼はＮｉ含有量が１１．
０％未満のため、又、符号１４及び１５の鋼はＳｉ含有
量が０．１％未満のため、更に符号１６及び１７の鋼は
Ｎ含有量が０．０４５％を超えているため、それぞれ符
号１〜７の本発明鋼に比べ腐食速度が大きいという結果
となった。又、符号１８の鋼は、腐食速度については本
発明鋼と同等であるが、前記第４図に示すごとく、Ｎ含
有量が０．０１５％未満であるためＪＩＳ規格で規定さ
れた耐力を満足できない。更に符号１９及び２０の鋼は
いずれも優れた耐食性を示すが、それぞそれＣｒ及びＮ
ｉ含有量が規格の上限を超えるものであって好ましくな
い。
本発明によれば、高価な高品位原料或いは特殊な精錬技
術を用いることなく、耐食性に優れた核燃料再処理プラ
ント用３０４Ｌステンレス鋼を供給することができる。
術を用いることなく、耐食性に優れた核燃料再処理プラ
ント用３０４Ｌステンレス鋼を供給することができる。
又、本発明の３０４ Ｌステンレス鋼は、高Ｓｉ含有鋼
のような溶接の困難さはなく、通常の５ＵＳ３０４Ｌと
同様に取扱うことができる。更に、Ｎ量に下限を設定す
ることにより、必要な耐力と引張強さをも得ること力１
できる。
のような溶接の困難さはなく、通常の５ＵＳ３０４Ｌと
同様に取扱うことができる。更に、Ｎ量に下限を設定す
ることにより、必要な耐力と引張強さをも得ること力１
できる。
尚、本発明は核燃料再処理プラントを対象に研究開発し
たものであるが、耐粒界腐食性に優れることから、一般
の原子力及び化学プラント環境においてオーステナイト
ステンレス鋼でしばしば問題となる腐食割れに対しても
高い抵抗性を示すものと考えられる。
たものであるが、耐粒界腐食性に優れることから、一般
の原子力及び化学プラント環境においてオーステナイト
ステンレス鋼でしばしば問題となる腐食割れに対しても
高い抵抗性を示すものと考えられる。
第１図は６価Ｃｒイオンを含有する沸瞬硝酸中での腐食
速度に及ぼすＣｒの影響を示すグラフ図、第２図は同環
境下での腐食速度に及ぼすＮｉの影響を示すグラフ図、
第３図は同環境下での腐食速度に及ぼすＳｉの影響を示
すグラフ図、第４図は同環境下での機械的特性に及ぼす
Ｎの影響を示すグラフ図、第５図は同環境下での腐食速
度に及ぼすＮの影響を示すグラフ図である。 １Ｏ−
速度に及ぼすＣｒの影響を示すグラフ図、第２図は同環
境下での腐食速度に及ぼすＮｉの影響を示すグラフ図、
第３図は同環境下での腐食速度に及ぼすＳｉの影響を示
すグラフ図、第４図は同環境下での機械的特性に及ぼす
Ｎの影響を示すグラフ図、第５図は同環境下での腐食速
度に及ぼすＮの影響を示すグラフ図である。 １Ｏ−
Claims (1)
- Ｃ：０．０２０ｗｔ％以下、Ｓｉ：０．１〜１．００ｗ
ｔ％、Ｍｎ：２．００ｗｔ％以下、Ｎｉ：１１．０〜１
３．０ｗｔ％、Ｃｒ：１９．０〜２０．０ｗｔ％、Ｎ：
０．０１５〜０．０４５ｗｔ％を含有し、残部Ｆｅ及び
不可避不純物からなる核燃料再処理プラント用３０４Ｌ
ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63040782A JPH01215955A (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 核燃料再処理プラント用３０４ｌステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63040782A JPH01215955A (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 核燃料再処理プラント用３０４ｌステンレス鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01215955A true JPH01215955A (ja) | 1989-08-29 |
Family
ID=12590196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63040782A Pending JPH01215955A (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 核燃料再処理プラント用３０４ｌステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01215955A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008115437A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Toshiba Corp | 耐熱時効劣化に優れたオーステナイト−フェライト系ステンレス鋼 |
| JP2014034694A (ja) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | ディーゼルエンジンｅｇｒクーラ用オーステナイト系ステンレス鋼およびディーゼルエンジン用ｅｇｒクーラ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62287051A (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-12 | Kobe Steel Ltd | 耐粒界腐食性並びに耐粒界応力腐食割れ性の優れたオ−ステナイト系ステンレス鋼 |
-
1988
- 1988-02-25 JP JP63040782A patent/JPH01215955A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62287051A (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-12 | Kobe Steel Ltd | 耐粒界腐食性並びに耐粒界応力腐食割れ性の優れたオ−ステナイト系ステンレス鋼 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008115437A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Toshiba Corp | 耐熱時効劣化に優れたオーステナイト−フェライト系ステンレス鋼 |
| JP2014034694A (ja) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | ディーゼルエンジンｅｇｒクーラ用オーステナイト系ステンレス鋼およびディーゼルエンジン用ｅｇｒクーラ |
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