JPH0436638A - Crevice corrosion monitoring method and equipment - Google Patents
Crevice corrosion monitoring method and equipmentInfo
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- JPH0436638A JPH0436638A JP14352990A JP14352990A JPH0436638A JP H0436638 A JPH0436638 A JP H0436638A JP 14352990 A JP14352990 A JP 14352990A JP 14352990 A JP14352990 A JP 14352990A JP H0436638 A JPH0436638 A JP H0436638A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はすきま腐食モニタリングの方法及びその装置に
係り、特にATR(新型転換炉)炉心部に設置されたジ
ルコニウム合金製圧力管とステンレス鋼管を接続するロ
ールドジヨイント部(拡管部)におけるすきま腐食や、
BWR(沸騰水型原子炉)の炉心に設置された燃料棒の
ジルコニウム合金製の被覆管とステンレス鋼管の接触部
におけるすきま腐食に際しジルコニウム合金の吸収する
水素量を検出するに好適なすきま腐食モニタリング方法
及びその装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method and device for monitoring crevice corrosion, and in particular to monitoring zirconium alloy pressure pipes and stainless steel pipes installed in the core of an ATR (Advanced Converter Reactor). Crevice corrosion at the connected rolled joint (pipe expansion part),
A crevice corrosion monitoring method suitable for detecting the amount of hydrogen absorbed by the zirconium alloy during crevice corrosion at the contact area between the zirconium alloy cladding tube and the stainless steel tube of the fuel rod installed in the core of a BWR (boiling water reactor). and its apparatus.
例えif、ArRは炉心に核燃料を装填したジルコニウ
ム(Zr)−2,5%ニオブ(N b )合金製で内径
110mの圧力管を約650本装備しており、この圧力
管はその中に高温高圧の冷却水を流す。また、このZr
−2,5%Nbの圧力管はそれに冷却水を送給するS
U S 403 M o dのステンレス鋼管と拡管部
を介して接続されている。For example, ArR is equipped with approximately 650 pressure tubes with an inner diameter of 110 m made of zirconium (Zr)-2.5% niobium (N b ) alloy loaded with nuclear fuel in the reactor core, and these pressure tubes have high temperature inside them. Flow high pressure cooling water. Also, this Zr
- 2,5% Nb pressure pipe supplies cooling water to it S
It is connected to a US 403 MOD stainless steel pipe via a tube expansion section.
拡管部においては、S U S 403 M o d材
のアノード溶解により水素が発生し、この水素をZr−
2,5%Nb材がそのカソード反応の過程で吸収してZ
r−2,5%Nb合金の強度劣化を引き起こす。In the tube expansion section, hydrogen is generated by anode melting of the SUS 403 M o d material, and this hydrogen is transferred to Zr-
2.5%Nb material absorbs Z during the cathode reaction process.
Causes strength deterioration of r-2,5%Nb alloy.
これまでに、Zr−2,5%Nbの水素吸収に関して、
あるいはステンレス鋼の腐食に関して例えば次のような
報告がなされている。So far, regarding the hydrogen absorption of Zr-2.5%Nb,
For example, the following reports have been made regarding corrosion of stainless steel.
例えば、報告(1) ”0xidation and
deuteriumuptake of Zr−2,
5%Nb pressure tube in CAN
DU−P HW reactors”、原子カニ業にお
けるジルコニウムに関する国際会議資料(19−23J
une1988、SanDiego、 CA 、 U
S A )において論じられているように、原子炉炉
心部で用いられているジルコニウム合金製圧力管の水素
吸収の評価は炉心での中性照射を含む実稼動時間やある
いは炉外の配管中での高温水加熱による保持時間をパラ
メータとしておこなわれてきた。For example, report (1) “Oxidation and
deuterium uptake of Zr-2,
5%Nb pressure tube in CAN
DU-P HW reactors”, International Conference Papers on Zirconium in the Atomic Crab Industry (19-23J
une1988, San Diego, CA, U
As discussed in S.A., hydrogen absorption of zirconium alloy pressure tubes used in the reactor core is evaluated during actual operation time, including neutral irradiation in the reactor core, or in piping outside the reactor. This has been carried out using the retention time by heating high-temperature water as a parameter.
また報告(2)“Corrosion perform
anceofZr−2,5wt%−Nb pressu
re tube in 0ntario Hydro’
soperating CANDU nuclea
r reactors″’ 、 Ont、ar
i。Also report (2) “Corrosion performance
anceofZr-2,5wt%-Nb pressu
re tube in 0ntario Hydro'
soperating CANDU nucleus
r reactors''', Ont, ar
i.
Hydro Re5earch Division報告
資料において、圧力管素材であるジルコニウム合金の不
純物としてFeやMoが水素吸収を高めることが報告さ
れている。In the Hydro Research Division report, it is reported that Fe and Mo as impurities in the zirconium alloy, which is the material for the pressure tube, enhance hydrogen absorption.
また報告(3)”ステンレス鋼の高温水応力腐食割れ感
受性″、(石川島播磨技報第17巻第5号1977年p
472−478)において、すきま腐食試験として、ス
テンレス鋼の平板状試験片をグラファイトファイバーと
凹凸の曲げ治具により挾み、曲げ応力を付加した応力腐
食割れ感受性試験方法が論じられている。この方法によ
れば、ステンレス鋼の応力腐食割れ感受性に及ぼす溶接
条件や熱処理条件を評価することができるというもので
ある。本方法はCrevice B ent B ea
mT estの頭文字をとりCBB試験として知られて
いる。Also, report (3) “High-temperature water stress corrosion cracking susceptibility of stainless steel” (Ishikawajima-Harima Giho, Vol. 17, No. 5, 1977, p.
472-478) discuss a stress corrosion cracking susceptibility test method in which a stainless steel flat specimen is sandwiched between a graphite fiber and an uneven bending jig and bending stress is applied as a crevice corrosion test. According to this method, it is possible to evaluate welding conditions and heat treatment conditions that affect the stress corrosion cracking susceptibility of stainless steel. This method is based on Crevice B ent B ea
It is known as the CBB test, which stands for mTest.
上記報告(1)および(2)に記載する従来技術は、原
子炉中のジルコニウム合金の水素吸収を単に高温高圧冷
却水中での保持時間またはその化学組成中の不純物をパ
ラメータとして評価しているもので、原子炉実機組立時
、あるいは稼動時にジルコニウム合金に作用している応
力あるいはひずみの効果は全く述べられていない。The prior art described in reports (1) and (2) above evaluates the hydrogen absorption of zirconium alloys in nuclear reactors simply by using retention time in high-temperature, high-pressure cooling water or impurities in its chemical composition as parameters. However, the effect of stress or strain acting on the zirconium alloy during actual reactor assembly or operation is not mentioned at all.
これに対して、ジルコニウム合金の水素吸収は自由表面
上の腐食作用によるよりも、ステンレス鋼と接触してい
る環境におけるすきま腐食作用による方がはるかに大き
い。さらに、表面に応力が付加され引張りひずみが存在
すると水素吸収は多くなる。従来技術においては、こう
した表面の物理化学的なパラメータを基にした水素吸収
の評価がなされていない。In contrast, hydrogen uptake in zirconium alloys is much greater due to crevice corrosion in the environment in contact with the stainless steel than to corrosion on the free surface. Furthermore, when stress is applied to the surface and tensile strain is present, hydrogen absorption increases. In the prior art, hydrogen absorption has not been evaluated based on such surface physicochemical parameters.
また、上記報告(3)記載の従来技術は付加されるひず
み量が計測できないこと、3点曲げとなるために局部的
に降伏した部分を生じたまま試験を行うこととなり、ひ
ずみ量と水素吸収との関係を定量的に評価出来ない。In addition, the conventional technology described in report (3) above cannot measure the amount of strain applied, and because it involves three-point bending, the test must be conducted with locally yielded parts, and the amount of strain and hydrogen absorption cannot be measured. It is not possible to quantitatively evaluate the relationship between
本発明の目的は、腐食環境においてステンレス鋼と接触
しているジルコニウム合金の水素吸収に及ぼす応力もし
くはひずみの効果を評価するすきま腐食モニタリング方
法との装置を提供するにある。It is an object of the present invention to provide a crevice corrosion monitoring method and apparatus for evaluating the effect of stress or strain on hydrogen absorption of zirconium alloys in contact with stainless steel in a corrosive environment.
上記目的を達成するために、本発明のすきま腐食モニタ
リング方法は、ニオブを2.5%以下含有するジルコニ
ウム合金試験片に0.01〜2.5%の曲げひずみを付
加した状態で、これをステンレス鋼試験片と接触、もし
くは0.5mn以下のすきまを構成させて保持し、これ
らを冷却水配管路中、あるいはこれと並列回路とした配
管路中に設置し、すきま腐食によりジルコニウム合金が
吸収した水素量を検知することにより、ジルコニウム合
金の破壊強度及び内部に生成された水素物量を推定する
ことを特徴としている。In order to achieve the above object, the crevice corrosion monitoring method of the present invention involves applying a bending strain of 0.01 to 2.5% to a zirconium alloy test piece containing 2.5% or less niobium. They are kept in contact with a stainless steel test piece or with a gap of 0.5 mm or less, and installed in a cooling water piping path or in a parallel circuit with this, and the zirconium alloy is absorbed by crevice corrosion. By detecting the amount of hydrogen generated, the fracture strength of the zirconium alloy and the amount of hydrogen generated inside can be estimated.
上記のすきま腐食モニタリング方法において、ジルコニ
ウム合金に付加する曲げひずみは0.01%以下ではジ
ルコニウム合金の水素吸収量に及ぼすひずみの効果は明
らかでないためにひずみ量は0.01%以上に限定され
る。また、ひずみ量が2.5%以上ではジルコニウム合
金に亀裂を生しることがあるためにひずみ量は2.5%
以下に限定する。In the above crevice corrosion monitoring method, if the bending strain applied to the zirconium alloy is 0.01% or less, the effect of strain on the hydrogen absorption amount of the zirconium alloy is not clear, so the amount of strain is limited to 0.01% or more. . In addition, if the strain amount is 2.5% or more, cracks may occur in the zirconium alloy, so the strain amount is 2.5% or more.
Limited to the following.
上記のすきま腐食モニターにおいて、ステンレス鋼試験
片とジルコニウム合金の試験片とで構成されるすきま間
隔は0.5nwn以上では、すきま腐食によるジルコニ
ウム合金の水素吸収が殆んど行われないためにすきま間
隔は0.5nn以下に限定される。In the above crevice corrosion monitor, if the gap between the stainless steel test piece and the zirconium alloy test piece is 0.5nwn or more, the gap will not be large because the zirconium alloy will hardly absorb hydrogen due to crevice corrosion. is limited to 0.5 nn or less.
上記目的を達成するために、本発明の腐食モニタリング
装置は平板状のジルコニウム合金試験片と、そのジルコ
ニウム合金試験片を載置する円筒状凹面を有するステン
レス鋼試験片と、ジルコニウム合金試験片の表面に円筒
状の凹面の軸方向に設置した2本の棒材と、その棒材を
介してジルコニウム合金試験片を押圧する押圧手段から
構成したことを特徴としている。そして押圧手段はジル
コニウム合金試験片に与えるべき負荷条件に応じて定常
的な押圧力を発生する定常加圧装置または動的押圧力を
発生する動加圧装置を適用すればよい。In order to achieve the above object, the corrosion monitoring device of the present invention includes a flat zirconium alloy test piece, a stainless steel test piece having a cylindrical concave surface on which the zirconium alloy test piece is placed, and a surface of the zirconium alloy test piece. It is characterized by consisting of two rods installed in the axial direction of a cylindrical concave surface, and a pressing means for pressing the zirconium alloy test piece through the rods. The pressing means may be a steady pressing device that generates a steady pressing force or a dynamic pressing device that generates a dynamic pressing force depending on the load conditions to be applied to the zirconium alloy test piece.
一般に5ステンレス鋼とジルコニウム合金を接触させて
水中に浸透すると両者の間に腐食が発生する。金属の腐
食により水素が発生し、発生した水素はジルコニウム合
金に吸収される。とくに、ジルコニウム合金の表面に引
張りひずみが残存している場合には、水素の吸収は多く
なる。Generally, when 5 stainless steel and zirconium alloy are brought into contact and penetrated into water, corrosion occurs between the two. Hydrogen is generated by corrosion of the metal, and the generated hydrogen is absorbed by the zirconium alloy. In particular, when tensile strain remains on the surface of the zirconium alloy, hydrogen absorption increases.
また、ジルコニウム合金の水素の固溶限度は温度の上昇
とともに増加するが、加熱冷却過程において降温時に固
溶できなくなった水素はZrH2などの水素化合物を形
成する。Further, the solid solubility limit of hydrogen in a zirconium alloy increases as the temperature rises, and hydrogen that cannot be dissolved in solid form when the temperature falls during the heating and cooling process forms hydrogen compounds such as ZrH2.
本発明のすきま腐食モニタリング方法においては、腐食
環境でステンレス鋼に接触させたジルコニウム合金に0
.01〜2.5%間の任意のひずみを定常的に、もしく
は動的に付加すると前者ではひずみの大きさに対応した
水素吸収がおこり、後者ではひずみの大きさの効果とと
もに疲労強度との関係が得られる。In the crevice corrosion monitoring method of the present invention, zero
.. When an arbitrary strain between 0.01% and 2.5% is applied either steadily or dynamically, hydrogen absorption occurs corresponding to the magnitude of the strain in the former case, and in the latter case, the effect of the magnitude of strain as well as the relationship with fatigue strength. is obtained.
また、腐食環境において、ステンレス鋼試験片と接触さ
せたジルコニウム合金試験片に片振りまたは両振りの荷
重をかけて引張りひずみ、もしくは圧縮ひずみを繰返し
付加すると応力振幅に対応したジルコニウム合金の水素
吸収を評価することができる。In addition, in a corrosive environment, when a zirconium alloy specimen is brought into contact with a stainless steel specimen and a tensile or compressive strain is repeatedly applied by applying a unilateral or double oscillating load, the zirconium alloy absorbs hydrogen in response to the stress amplitude. can be evaluated.
また、−船釣に腐食環境でステンレス鋼にジルコニウム
合金を接触させて繰返し摺動させるとフレッティング腐
食により、ジルコニウム合金は水素吸収を起こすので、
ジルコニウム合金に付加される面圧や摺動速度、回数な
どの条件に対応したジルコニウム合金の水素吸収を評価
することができる。In addition, - When a zirconium alloy is brought into contact with stainless steel and repeatedly slid in a corrosive environment during boat fishing, the zirconium alloy will absorb hydrogen due to fretting corrosion.
It is possible to evaluate the hydrogen absorption of a zirconium alloy corresponding to conditions such as the surface pressure applied to the zirconium alloy, sliding speed, and number of times.
また、本発明の水食モニタリング装置によれば、ジルコ
ニウム合金試験片を2本の棒材を介して押圧手段により
ステンレス鋼試験片の凹面に押し付け、所定の曲げひず
みをジルコニウム合金試験片に与え、また所定のすきま
をジルコニウム合金試験片の中央と凹面の間に形成する
。ジルコニウム合金試験片はその両端を凹面に支持され
、2本の棒材で2点で押圧される。いわゆる4点支持法
で曲げられるので、均一な曲げひずみが加えられる。Further, according to the water corrosion monitoring device of the present invention, a zirconium alloy test piece is pressed against the concave surface of a stainless steel test piece by a pressing means via two rods, and a predetermined bending strain is applied to the zirconium alloy test piece. Also, a predetermined gap is formed between the center of the zirconium alloy test piece and the concave surface. The zirconium alloy test piece was supported by concave surfaces at both ends and pressed at two points by two rods. Since it is bent using the so-called four-point support method, uniform bending strain can be applied.
本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の実施例のすきま腐食モニタリング方法
を実施するに好適な腐食試験装置の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a corrosion testing apparatus suitable for carrying out the crevice corrosion monitoring method according to the embodiment of the present invention.
この腐食試験装置により、原子炉の炉内温度とその炉内
の冷却水の受ける圧力を模擬して模擬水をつくり、その
模擬水の流れの中でステンレス鋼試験片とジルコニウム
合金試験片とを接触させてすきま腐食試験を行う。Using this corrosion test device, simulated water is created by simulating the internal temperature of a nuclear reactor and the pressure of the cooling water inside the reactor, and stainless steel test pieces and zirconium alloy test pieces are tested in the flow of simulated water. Perform crevice corrosion test by contacting.
第1図において、腐食試験装置は、288℃の純水が8
0at+mの圧力で満たされたオートクレーブ1と、オ
ートクレーブ1に供給する純水を貯えた純粋タンク2と
、純水タンク2とオートクレーブ1間で純水を循環させ
る高圧ポンプ3とを備えた循環管路を有している。さら
に高圧ポンプ3からオートクレーブ1への往きの管路に
は純水を所定温度に加熱する加熱器8が設置され、また
オートクレーブ1から純水タンク2への戻り管路には純
水を室温まで冷却する冷却装置13が設置されている。In Figure 1, the corrosion test equipment is equipped with pure water at 288°C.
A circulation pipe comprising an autoclave 1 filled with a pressure of 0 at+m, a pure tank 2 storing pure water to be supplied to the autoclave 1, and a high-pressure pump 3 circulating pure water between the pure water tank 2 and the autoclave 1. have. Furthermore, a heater 8 is installed in the outgoing pipe from the high-pressure pump 3 to the autoclave 1 to heat the pure water to a predetermined temperature, and in the return pipe from the autoclave 1 to the pure water tank 2, the pure water is heated to room temperature. A cooling device 13 for cooling is installed.
加熱器8からオートクレーブ1への管路と並列に、並列
管路りが接続されており、その並列管路りには試料設置
室4が設けられ、この試料設置室4の中に後述するすき
ま腐食モニター装置が設置されている。また、タンク2
にはその8口側配管及び入口側配管にそれぞれ純水を流
したり、止めたりするストップバルブ5,6が設けられ
ており、同様に、加熱器8にはストップバルブ6.7が
、試料室4にはストップバルブ9,10が、オートクレ
ーブ1にはストップバルブ11.12が設けられている
。A parallel pipe line is connected in parallel with the pipe line from the heater 8 to the autoclave 1, and a sample setting chamber 4 is provided in the parallel line, and a gap described later is provided in the sample setting chamber 4. Corrosion monitoring equipment is installed. Also, tank 2
The heater 8 is equipped with stop valves 5 and 6 that turn on and off the flow of pure water to the 8-port side piping and the inlet side piping, respectively. 4 are provided with stop valves 9, 10, and the autoclave 1 is provided with stop valves 11, 12.
さらに純水タンク2には循環ポンプ18とイオン交換樹
脂19を備えた循環管路が設けられ、循環ポンプ18に
より純水タンク2から送給された純水はイオン交換樹脂
19により浄化される。浄化された純水の成分、水質は
水質センサ20により測定され、また記録計21に記録
されて管理される。なお、これら管路にもそれぞれスト
ップバルブ15,16.17が設けられている。Further, the pure water tank 2 is provided with a circulation pipe line including a circulation pump 18 and an ion exchange resin 19, and the pure water supplied from the pure water tank 2 by the circulation pump 18 is purified by the ion exchange resin 19. The components and water quality of purified pure water are measured by a water quality sensor 20, and are recorded and managed by a recorder 21. Note that stop valves 15, 16, and 17 are also provided in these pipes, respectively.
次に第2図に、試料室4に設置されたすきま腐食モニタ
ー装置を構成する腐食センサの概念を示す。すきま腐食
モニター装置は円筒凹面を有するステンレス鋼試験片2
2と、その円筒凹面に押し付けられる平板状のジルコニ
ウム合金試験片23と、ジルコニウム合金試験片23の
押し付は側表面に貼付されたストレンゲージ25と、押
し付けるための2個の丸棒24から構成されている。ス
テンレス鋼試験片22の円筒凹面はその円筒面にジルコ
ニウム合金試験片23を押し付けて接触させた場合に、
ジルコニウム合金試験片23の表面に0.01〜2.5
%の引張りひずみが付与されるような曲率半径を有する
。2個の丸棒24は平板23を押し曲げる際に、丸棒2
4,24間にあるストレンゲージ25を損傷しないよう
に、間隔Ωを以て設置されている。さらに曲げ応力を四
点支持の状態で均一に付加するために、ジルコニウム合
金試験片23の両端の角隅部に適当な曲率半径Rを付加
した。Next, FIG. 2 shows the concept of a corrosion sensor that constitutes the crevice corrosion monitoring device installed in the sample chamber 4. The crevice corrosion monitoring device is a stainless steel specimen with a cylindrical concave surface.
2, a flat zirconium alloy test piece 23 pressed against the cylindrical concave surface, a strain gauge 25 attached to the side surface, and two round bars 24 for pressing the zirconium alloy test piece 23. has been done. When the cylindrical concave surface of the stainless steel test piece 22 is pressed against the cylindrical surface and brought into contact with the zirconium alloy test piece 23,
0.01 to 2.5 on the surface of the zirconium alloy test piece 23
It has a radius of curvature such that a tensile strain of % is applied. The two round bars 24 are used when pressing and bending the flat plate 23.
In order to avoid damaging the strain gauge 25 located between the strain gauges 4 and 24, the strain gauges 25 and 24 are spaced apart from each other by Ω. Furthermore, in order to apply bending stress uniformly in a four-point supported state, an appropriate radius of curvature R was added to the corners at both ends of the zirconium alloy test piece 23.
第3図は上記の概念に基づいて作られた本発明による実
施例のすきま腐食モニタ装置のセンサの詳細図である。FIG. 3 is a detailed view of the sensor of the crevice corrosion monitoring device according to the embodiment of the present invention, which is constructed based on the above concept.
同図中、容器26は耐食性の良いステンレス鋼(SUS
316)からなり、順次5US403製のステンレス鋼
試験片22、平板状のジルコニウム合金試験片23等を
収納している。容器の上部内周面にはネジが加工され、
また内周面には容器の軸方向にステンレス鋼試験片22
等を回り止めするためのガイド溝aが加工されており、
さらにジルコニウム合金試験片23の設置位置にあたる
円周に2個の取水口すが円周中心に関し対称に加工され
ている。In the figure, the container 26 is made of stainless steel (SUS) with good corrosion resistance.
316), and sequentially stores a stainless steel test piece 22 made of 5US403, a flat zirconium alloy test piece 23, etc. A screw is machined on the inner circumferential surface of the upper part of the container.
In addition, there are two stainless steel test pieces on the inner peripheral surface in the axial direction of the container.
A guide groove a is machined to prevent rotation of the
Furthermore, two water intake holes are machined symmetrically about the center of the circumference at the circumference where the zirconium alloy test piece 23 is installed.
ステンレス鋼試験片22は曲率半径300〜2000m
の凹面を有し、この凹面にジルコニウム合金試験片23
(5+nmX 13+nmX 2mn)が、曲げ治具
28により丸棒24を介して押し付けられる。曲げ治具
28による押し付は力は、容器26内周面のねじと噛み
合うボルト27を締付けることにより、スペーサ29を
介して付与される。Stainless steel specimen 22 has a curvature radius of 300 to 2000 m
zirconium alloy test piece 23 on this concave surface.
(5+nmX 13+nmX 2mm) is pressed through the round bar 24 by the bending jig 28. The pressing force by the bending jig 28 is applied via the spacer 29 by tightening the bolt 27 that engages with a thread on the inner peripheral surface of the container 26 .
なお、ボルト27はSUS 316製とし、曲げ治具2
8、スペーサ29は5US403製とした。The bolt 27 is made of SUS 316, and the bending jig 2
8. The spacer 29 was made of 5US403.
ここで、スペーサー29には突起が付加されており、こ
の突起が容器26のガイド用溝aに挿入されて、スペー
サ29の回り止めとなり、ボルト27の回転力を上下の
推進力として曲げ治具28に伝達する。Here, a protrusion is added to the spacer 29, and this protrusion is inserted into the guide groove a of the container 26 to prevent the spacer 29 from rotating, and the bending jig uses the rotational force of the bolt 27 as a vertical driving force. 28.
ジルコニウム試験片23に貼けたストレンゲージ25は
応力が付加された場合のすきま表面側の引張りひずみを
求めるためのものである。The strain gauge 25 attached to the zirconium test piece 23 is used to determine the tensile strain on the surface side of the gap when stress is applied.
本実施例においてはステンレス鋼試験片22の凹面にジ
ルコニウム合金試験片23を完全に接触することなく、
任意のすきまを構成させることも可能である。この場合
には、容器26に加工した取水口すの他端から平行光線
をステンレス鋼試験片22とジルコニウム合金試験片2
3のすきま部分に照射して、他端にメモリースコープを
設置してすきまを測定し、ボルト27の締付状態を調整
することにより、すきま最大幅を規制することができる
。In this example, the zirconium alloy test piece 23 was not brought into complete contact with the concave surface of the stainless steel test piece 22.
It is also possible to configure an arbitrary gap. In this case, a parallel beam of light is applied to the stainless steel test piece 22 and the zirconium alloy test piece from the other end of the water intake hole machined into the container 26.
The maximum width of the gap can be regulated by irradiating the gap 3, measuring the gap by installing a memory scope at the other end, and adjusting the tightening state of the bolt 27.
以上のようにして組立てた本実施例の装置にょる実験結
果を第4図、第5図および第6図に示す。Experimental results using the apparatus of this embodiment assembled as described above are shown in FIGS. 4, 5, and 6.
第4図はジルコニウム合金試験片23に種々の曲げひず
みを付加して280℃の純水中に100oh保持した後
、ジルコニウム合金試験片23の水素分析を行って得ら
れた曲げひずみと水素吸収量の関係を示す。同図から、
ジルコニウム合金試験片23の水素吸収量はひずみの増
加とともに多くなるものの、ひずみ量が一定値を越える
と水素吸収量は飽和することがわかる。Figure 4 shows the bending strain and hydrogen absorption amount obtained by hydrogen analysis of the zirconium alloy test piece 23 after applying various bending strains to the zirconium alloy test piece 23 and holding it in pure water at 280°C for 100 ohms. shows the relationship between From the same figure,
It can be seen that although the amount of hydrogen absorbed by the zirconium alloy test piece 23 increases as the strain increases, the amount of hydrogen absorbed becomes saturated when the amount of strain exceeds a certain value.
第5図はジルコニウム試験片23に応力をかけてひずみ
を付加した状態とジルコニウム試験片23に応力を付加
せずステンレス鋼試験片22と平滑接触させた状態で各
種温度の純水中に1000h保持した後に、ジルコニウ
ム合金試験片23の水素分析を行って得られたひずみ温
度−水素吸収量の関係を示す。同図からジルコニウム合
金試験片23にひずみが付加されない場合は曲線eで示
すように水素吸収に及ぼす温度の効果は認められないが
、ジルコニウム合金試験片23にひずみが付加されると
曲線dで示すように温度の上昇とともに水素吸収量は増
加することがわかる。Figure 5 shows the state in which the zirconium test piece 23 is strained by applying stress, and the state in which the zirconium test piece 23 is in smooth contact with the stainless steel test piece 22 without applying stress, and is held in pure water at various temperatures for 1000 hours. After that, the zirconium alloy test piece 23 was analyzed for hydrogen, and the relationship between the strain temperature and the amount of hydrogen absorbed is shown below. From the figure, when no strain is applied to the zirconium alloy specimen 23, no effect of temperature is observed on hydrogen absorption, as shown by curve e, but when strain is applied to the zirconium alloy specimen 23, as shown by curve d. It can be seen that the amount of hydrogen absorbed increases as the temperature rises.
第6図はジルコニウム合金試験片23にひずみを付加し
た状態でステンレス鋼試験片22とのすきま最大値を変
化させて、280℃の純水中に1000h保持した後に
、ジルコニウム合金試験片23の水素分析を行って得ら
れたすきま最大値とジルコニウム合金試験片23の水素
吸収量の関係を示す。同図から、ジルコニウム合金試験
片23にひずみが付加されていても、すきまが一定値以
上になるとジルコニウム合金試験片23は水素吸収を殆
んどしなくなることがわかる。Figure 6 shows that the maximum value of the gap between the zirconium alloy test piece 23 and the stainless steel test piece 22 was changed while strain was applied, and the hydrogen in the zirconium alloy test piece 23 was maintained in pure water at 280°C for 1000 hours. The relationship between the maximum gap value obtained through analysis and the amount of hydrogen absorbed by the zirconium alloy test piece 23 is shown. The figure shows that even if strain is applied to the zirconium alloy test piece 23, the zirconium alloy test piece 23 hardly absorbs hydrogen when the gap exceeds a certain value.
本発明によれば、ジルコニウム合金と接触し、すきま構
造を形成するステンレス鋼との間で発生するすきま腐食
作用によるジルコニウム合金の水素吸収特性、例えば、
ひずみ、すきま間隔、温度、液質などの効果を定量的に
評価できる。According to the present invention, the hydrogen absorption characteristics of the zirconium alloy due to the crevice corrosion effect that occurs between the zirconium alloy and the stainless steel that forms a crevice structure, for example,
The effects of strain, gap distance, temperature, liquid quality, etc. can be quantitatively evaluated.
第1図は本発明のすきま腐食モニタリング方法を用いる
腐食試験装置の構成図、第2図は本発明のすきま腐食モ
ニタリング装置の概念図、第3図は本発明の実施例のす
きま腐食モニタリング装置の構成図、第4図は水中にス
テンレス鋼と接触して設置されたジルコニウム合金の水
素吸収特性及ぼすひずみの影響を示す図、第5図は水中
にステンレス鋼と接触して設置されたジルコニウム合金
の水素の吸収に及ぼす水温の影響を示す図、第6図は水
中にステンレス鋼と接触して設置されたジルコニウム合
金の水素の吸収に及ぼすすきまの影響を示す図である。
1・・・オートクレーブ、2・・・純水タンク、3・・
・高圧ポンプ、4・・・試料設置室、5〜12゜14〜
17・・・ストップバルブ、13・・・冷却装置、18
・・・循環ポンプ、19・・・イオン交換樹脂、20・
・・水質センサー 21・・・記録計、22・・・ステ
ンレス鋼試験片、23・・・ジルコニウム合金試験片、
24・・・丸棒、25・・・ストレンゲージ、26・・
・容器、27・・・ボルト、28・・・曲げ治具、29
・・・スペーサー
図
24・丸棒
25・ストレンケーソ
26、廂1η
27・ボ′Jレト
◇
糺シト
280°C,80atm
+000h f?:i
第5
第6
図
純水
+oooh株将
frleJ+
280’C,100Oh
−I、に’T”、b 2.5%
盗り度
(0C)
最大すきま
(um)Fig. 1 is a configuration diagram of a corrosion testing device using the crevice corrosion monitoring method of the present invention, Fig. 2 is a conceptual diagram of the crevice corrosion monitoring device of the present invention, and Fig. 3 is a diagram of the crevice corrosion monitoring device of an embodiment of the present invention. Figure 4 is a diagram showing the effect of strain on the hydrogen absorption characteristics of a zirconium alloy placed in contact with stainless steel in water, and Figure 5 is a diagram showing the effect of strain on the hydrogen absorption characteristics of a zirconium alloy placed in contact with stainless steel in water. FIG. 6 is a diagram showing the influence of water temperature on hydrogen absorption. FIG. 6 is a diagram showing the influence of gaps on hydrogen absorption of a zirconium alloy placed in contact with stainless steel in water. 1...Autoclave, 2...Pure water tank, 3...
・High pressure pump, 4...sample installation chamber, 5~12゜14~
17...Stop valve, 13...Cooling device, 18
...Circulation pump, 19...Ion exchange resin, 20.
... Water quality sensor 21 ... Recorder, 22 ... Stainless steel test piece, 23 ... Zirconium alloy test piece,
24... Round bar, 25... Strain gauge, 26...
・Container, 27... Bolt, 28... Bending jig, 29
・・・Spacer diagram 24・Round bar 25・Strength casing 26, 1η 27・Bo'Jreto◇Taste 280°C, 80atm +000h f? :i 5th Figure 6 Pure water + oooh stock general frleJ+ 280'C, 100Oh -I, ni'T'', b 2.5% Theft degree (0C) Maximum gap (um)
Claims (1)
ずみを付加し、ステンレス鋼とすきまを0.5mm以下
にして接触させ、前記ジルコニウム合金とステンレス鋼
を流水中に設置して所定時間後、前記すきまで生ずるす
きま腐食に際しジルコニウム合金が吸収した水素量を検
出することを特徴とするすきま腐食モニタリング方法。 2、ジルコニウム合金とステンレス鋼を流水中で互いに
接触させ、該ジルコニウム合金に0.01〜2.5%の
曲げひずみを、該曲げひずみ時に前記ジルコニウム合金
とステンレス鋼の間にすきまを0.5mm以下に構成す
るように、所定時間繰り返し与え、前記すきまで生じる
すきま腐食に際しジルコニウム合金が吸収した水素量を
検出することを特徴とするすきま腐食モニタリング方法
。 3、ジルコニウム合金の吸収した水素量から該ジルコニ
ウム合金の破壊強度を推定することを特徴とする請求項
1または2記載のすきま腐食モニタリング方法。 4、ジルコニウム合金の吸収した水素量から該ジルコニ
ウム合金中に生成された水素化物量を推定することを特
徴とする請求項1または2記載のすきま腐食モニタリン
グ方法。 5、平板状のジルコニウム合金試験片と、該ジルコニウ
ム合金試験片を載置する円筒凹面を有するステンレス鋼
試験片と、前記ジルコニウム合金試験片の表面に前記円
筒状の凹面の軸方向に設置する2本の棒材と、該2本の
棒材を介して前記ジルコニウム合金試験片を押圧する押
圧手段から構成したすきま腐食モニタリング装置。 6、押圧手段は定常的押圧力を発生することを特徴とす
る請求項5記載のすきま腐食モニタリング装置。 7、押圧手段は動的押圧力を発生することを特徴とする
請求項5記載のすきま腐食モニタリング装置。[Claims] 1. Bending the zirconium alloy to apply a strain of 0.01 to 2.5%, bringing it into contact with stainless steel with a gap of 0.5 mm or less, and placing the zirconium alloy and stainless steel in running water. A method for monitoring crevice corrosion, comprising: detecting the amount of hydrogen absorbed by the zirconium alloy during crevice corrosion that occurs in the crevice after a predetermined period of time after installation in the crevice. 2. Bring the zirconium alloy and stainless steel into contact with each other in running water, apply a bending strain of 0.01 to 2.5% to the zirconium alloy, and leave a gap of 0.5 mm between the zirconium alloy and the stainless steel during the bending strain. A crevice corrosion monitoring method comprising: repeatedly applying hydrogen for a predetermined period of time, and detecting the amount of hydrogen absorbed by a zirconium alloy during crevice corrosion occurring in the crevice. 3. The crevice corrosion monitoring method according to claim 1 or 2, characterized in that the fracture strength of the zirconium alloy is estimated from the amount of hydrogen absorbed by the zirconium alloy. 4. The crevice corrosion monitoring method according to claim 1 or 2, characterized in that the amount of hydride generated in the zirconium alloy is estimated from the amount of hydrogen absorbed by the zirconium alloy. 5. A flat zirconium alloy test piece, a stainless steel test piece having a cylindrical concave surface on which the zirconium alloy test piece is placed, and 2 installed on the surface of the zirconium alloy test piece in the axial direction of the cylindrical concave surface. A crevice corrosion monitoring device comprising a real bar and a pressing means for pressing the zirconium alloy test piece through the two bars. 6. The crevice corrosion monitoring device according to claim 5, wherein the pressing means generates a steady pressing force. 7. The crevice corrosion monitoring device according to claim 5, wherein the pressing means generates a dynamic pressing force.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14352990A JPH0436638A (en) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | Crevice corrosion monitoring method and equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14352990A JPH0436638A (en) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | Crevice corrosion monitoring method and equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0436638A true JPH0436638A (en) | 1992-02-06 |
Family
ID=15340863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14352990A Pending JPH0436638A (en) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | Crevice corrosion monitoring method and equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0436638A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007271526A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Ihi Corp | Cbb test method and testing tool used for method |
| US7315299B2 (en) | 2002-08-01 | 2008-01-01 | Nissan Motor Co., Ltd. | Multi-way input device and operating failure avoidance method using the same |
| JP2008146429A (en) * | 2006-12-12 | 2008-06-26 | Canon Inc | Operation device, control method therefor, and imaging apparatus |
| JP2008261652A (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Nippon Steel Corp | Corrosion measurement sensor |
| CN113969927A (en) * | 2020-07-24 | 2022-01-25 | 中航天建设工程集团有限公司 | Safe extension device for overhanging I-shaped steel |
-
1990
- 1990-06-01 JP JP14352990A patent/JPH0436638A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7315299B2 (en) | 2002-08-01 | 2008-01-01 | Nissan Motor Co., Ltd. | Multi-way input device and operating failure avoidance method using the same |
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| CN113969927A (en) * | 2020-07-24 | 2022-01-25 | 中航天建设工程集团有限公司 | Safe extension device for overhanging I-shaped steel |
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