JPH04367335A - ステンレス鋼管とジルコニウム合金管の接続方法 - Google Patents
ステンレス鋼管とジルコニウム合金管の接続方法Info
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- JPH04367335A JPH04367335A JP3139963A JP13996391A JPH04367335A JP H04367335 A JPH04367335 A JP H04367335A JP 3139963 A JP3139963 A JP 3139963A JP 13996391 A JP13996391 A JP 13996391A JP H04367335 A JPH04367335 A JP H04367335A
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- JP
- Japan
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- stainless steel
- zirconium
- zirconium alloy
- corrosion
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- Prior art date
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- 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
-
- 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
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- Prevention Of Electric Corrosion (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＡＴＲの炉心部に相当す
る圧力管のロールドジョイント部のすき間腐食予防保全
やＢＷＲ核燃料被覆管のすき間腐食防止に関する。
る圧力管のロールドジョイント部のすき間腐食予防保全
やＢＷＲ核燃料被覆管のすき間腐食防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、特開昭６４−７１５８２ 号公報
に開示されているように、ステンレス鋼管とジルコニウ
ム及びジルコニウム合金管の異種管継手を硝酸などの高
腐食性環境下で使用する場合に異種管継手部分の耐食性
を向上させるためにステンレス鋼−ジルコニウムとの間
にタンタルを介在させて接合していた。
に開示されているように、ステンレス鋼管とジルコニウ
ム及びジルコニウム合金管の異種管継手を硝酸などの高
腐食性環境下で使用する場合に異種管継手部分の耐食性
を向上させるためにステンレス鋼−ジルコニウムとの間
にタンタルを介在させて接合していた。
【０００３】しかし、本発明の金属材料の構成では腐食
電位列はタンタル，ジルコニウム，ステンレス鋼となり
、電気化学的にステンレス鋼が最も卑電位であるために
ステンレス鋼が犠牲陽極となり腐食されることが危惧さ
れる。
電位列はタンタル，ジルコニウム，ステンレス鋼となり
、電気化学的にステンレス鋼が最も卑電位であるために
ステンレス鋼が犠牲陽極となり腐食されることが危惧さ
れる。
【０００４】このため、この方式ではジルコニウム合金
とステンレス鋼との異種金属接続部のすき間が２００℃
から３００℃の高温水に曝露される場合、この異種金属
接続部でステンレス鋼がすき間腐食により損傷されない
ための工夫がなされていない。
とステンレス鋼との異種金属接続部のすき間が２００℃
から３００℃の高温水に曝露される場合、この異種金属
接続部でステンレス鋼がすき間腐食により損傷されない
ための工夫がなされていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来技術に示されるよ
うに、ジルコニウム合金とステンレス鋼との異種金属が
すき間を構成する接続部において、ステンレス鋼及びジ
ルコニウム合金がすき間腐食により損傷されない技術的
方法である。
うに、ジルコニウム合金とステンレス鋼との異種金属が
すき間を構成する接続部において、ステンレス鋼及びジ
ルコニウム合金がすき間腐食により損傷されない技術的
方法である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】従来技術における金属材
料の構成では電気化学的にステンレス鋼が最も卑電位で
あるためにステンレス鋼が犠牲陽極とアノード溶解して
腐食損傷を設けることが危惧される問題があった。
料の構成では電気化学的にステンレス鋼が最も卑電位で
あるためにステンレス鋼が犠牲陽極とアノード溶解して
腐食損傷を設けることが危惧される問題があった。
【０００７】上記目的を達成するために、本発明では、
ジルコニウムもしくはジルコニウム合金からなる管状部
材とステンレス鋼からなる管状部材との端部が接合され
てなるジルコニウムもしくはジルコニウム合金とステン
レス鋼との異種金属接続部が２００℃から３００℃の高
温水に曝露される場合、ジルコニウムもしくはジルコニ
ウム合金からなる管状部材とステンレス鋼からなる管状
部材がすき間腐食により損傷されないために、この異種
金属接続端部に鉄もしくは炭素鋼からなる金属部材を犠
牲陽極として介在させたことを特徴としている。これに
より、ステンレス鋼とジルコニウム合金の異種金属接続
部が２００℃から３００℃の高温水に曝露される場合に
ステンレス鋼とジルコニウム合金からなる管状部材がす
き間腐食により損傷されなくなることを可能にした。
ジルコニウムもしくはジルコニウム合金からなる管状部
材とステンレス鋼からなる管状部材との端部が接合され
てなるジルコニウムもしくはジルコニウム合金とステン
レス鋼との異種金属接続部が２００℃から３００℃の高
温水に曝露される場合、ジルコニウムもしくはジルコニ
ウム合金からなる管状部材とステンレス鋼からなる管状
部材がすき間腐食により損傷されないために、この異種
金属接続端部に鉄もしくは炭素鋼からなる金属部材を犠
牲陽極として介在させたことを特徴としている。これに
より、ステンレス鋼とジルコニウム合金の異種金属接続
部が２００℃から３００℃の高温水に曝露される場合に
ステンレス鋼とジルコニウム合金からなる管状部材がす
き間腐食により損傷されなくなることを可能にした。
【０００８】
【作用】上記目的を達成するために、ジルコニウムもし
くはジルコニウム合金からなる管状部材とステンレス鋼
からなる管状部材との間に鉄もしくは炭素鋼からなる金
属部材を介在させた接続部もしくは継手構造としたこと
を特徴としている。
くはジルコニウム合金からなる管状部材とステンレス鋼
からなる管状部材との間に鉄もしくは炭素鋼からなる金
属部材を介在させた接続部もしくは継手構造としたこと
を特徴としている。
【０００９】これにより、金属材料の構成では腐食電位
列はジルコニウム合金，ステンレス鋼，鉄もしくは炭素
鋼となる。いま、これらの継手構造が２００℃から４０
０℃の高温水で満たされると、鉄もしくは炭素鋼の電極
電位は電気化学的に最も卑電位であるためにジルコニウ
ム合金，ステンレス鋼の犠牲陽極としてアノード溶解し
て、それによりジルコニウム合金とステンレス鋼はカソ
ード防食される。ここで、ジルコニウム合金及びステン
レス鋼は予め表面酸化処理を施しておくとカソード防食
の効果はより長期間にわたり維持される。
列はジルコニウム合金，ステンレス鋼，鉄もしくは炭素
鋼となる。いま、これらの継手構造が２００℃から４０
０℃の高温水で満たされると、鉄もしくは炭素鋼の電極
電位は電気化学的に最も卑電位であるためにジルコニウ
ム合金，ステンレス鋼の犠牲陽極としてアノード溶解し
て、それによりジルコニウム合金とステンレス鋼はカソ
ード防食される。ここで、ジルコニウム合金及びステン
レス鋼は予め表面酸化処理を施しておくとカソード防食
の効果はより長期間にわたり維持される。
【００１０】さらに、本発明の作用としてアノード溶解
する鉄もしくは炭素鋼は次式に示すような酸化物、例え
ばＦｅ３Ｏ４となりアノード部周囲のカソード部に堆積
する。
する鉄もしくは炭素鋼は次式に示すような酸化物、例え
ばＦｅ３Ｏ４となりアノード部周囲のカソード部に堆積
する。
【００１１】
【化１】３Ｆｅ＋４Ｈ２Ｏ＝Ｆｅ３Ｏ４＋４Ｈ２このよ
うなすき間部では物質移動が行われにくくなるため、高
温水はすき間部に浸透しにくくなる。一般に、水は１０
０℃以上では水蒸気になるため、これを水溶液の状態に
維持するには圧力を付加する。この水−水蒸気の平衡蒸
気圧力は温度に比例し、温度が高くなる程大きくなりそ
の関係は物理学的に決められている。いま、本発明に基
づいて、すき間内で鉄もしくは炭素鋼がアノード溶解に
より微細な酸化物を生成して、これらがアノード部周囲
のカソード部に堆積するとすき間部では物質移動が行わ
れがたくなるため、高温水はすき間部に浸透しにくくな
る。このようにして、すき間部がこれら腐食生成物によ
り閉鎖されるとすき間内の水溶液はこの式に示す腐食の
進行とともに消費されるもののすき間外部からの補給が
無くなる結果、すき間内では水溶液に付加される圧力が
その温度における水ー水蒸気圧力よりも低下する。それ
によりすき間には蒸気が発生して、すき間内表面は次式
に示すように水蒸気により再不動態化する。その結果、
すき間腐食作用は減少することになる。
うなすき間部では物質移動が行われにくくなるため、高
温水はすき間部に浸透しにくくなる。一般に、水は１０
０℃以上では水蒸気になるため、これを水溶液の状態に
維持するには圧力を付加する。この水−水蒸気の平衡蒸
気圧力は温度に比例し、温度が高くなる程大きくなりそ
の関係は物理学的に決められている。いま、本発明に基
づいて、すき間内で鉄もしくは炭素鋼がアノード溶解に
より微細な酸化物を生成して、これらがアノード部周囲
のカソード部に堆積するとすき間部では物質移動が行わ
れがたくなるため、高温水はすき間部に浸透しにくくな
る。このようにして、すき間部がこれら腐食生成物によ
り閉鎖されるとすき間内の水溶液はこの式に示す腐食の
進行とともに消費されるもののすき間外部からの補給が
無くなる結果、すき間内では水溶液に付加される圧力が
その温度における水ー水蒸気圧力よりも低下する。それ
によりすき間には蒸気が発生して、すき間内表面は次式
に示すように水蒸気により再不動態化する。その結果、
すき間腐食作用は減少することになる。
【００１２】
【化２】
ステンレス鋼の表面 ： ３Ｆｅ
＋４Ｈ２Ｏ＝Ｆｅ３Ｏ４＋４Ｈ２
＋４Ｈ２Ｏ＝Ｆｅ３Ｏ４＋４Ｈ２
【００１３】
【化３】
ジルコニウム合金の表面 ： Ｚ
ｒ＋２Ｈ２Ｏ＝ＺｒＯ２＋２Ｈ２ 上記の式に示すステンレス鋼の腐食反応は、説明の
都合上、鉄（Ｆｅ）で代表した。
ｒ＋２Ｈ２Ｏ＝ＺｒＯ２＋２Ｈ２ 上記の式に示すステンレス鋼の腐食反応は、説明の
都合上、鉄（Ｆｅ）で代表した。
【００１４】また、犠牲陽極材料はアルミニウムや亜鉛
などがあるがこれらの金属材料の電極電位はジルコニウ
ム合金やステンレス鋼あるいは炭素鋼に比較して著しく
卑電位であるためにジルコニウム合金やステンレス鋼の
水素吸収を促進するために好ましくない。
などがあるがこれらの金属材料の電極電位はジルコニウ
ム合金やステンレス鋼あるいは炭素鋼に比較して著しく
卑電位であるためにジルコニウム合金やステンレス鋼の
水素吸収を促進するために好ましくない。
【００１５】
【実施例】以上、本発明の一実施例を図１に示す腐食試
験片と図２に示す試験容器により説明する。
験片と図２に示す試験容器により説明する。
【００１６】まず、図１に示す腐食試験片について、ジ
ルコニウム合金から加工した円筒状の試験片１の両端に
、すき間表面積を変えるためにそれぞれ長さの異なるス
テンレス鋼から加工した円筒状の試験片２を厚さ５０μ
ｍの極低炭素鋼箔３を介在させてステンレス鋼の内径側
から高圧力を付加して図示のように加工組み立てる。 一方、比較のために極低炭素鋼箔３を介在させずにジル
コニウム合金から加工した円筒状の試験片１とステンレ
ス鋼２から加工した円筒状の試験片だけで加工した腐食
試験片５の二種類を組み立てた。
ルコニウム合金から加工した円筒状の試験片１の両端に
、すき間表面積を変えるためにそれぞれ長さの異なるス
テンレス鋼から加工した円筒状の試験片２を厚さ５０μ
ｍの極低炭素鋼箔３を介在させてステンレス鋼の内径側
から高圧力を付加して図示のように加工組み立てる。 一方、比較のために極低炭素鋼箔３を介在させずにジル
コニウム合金から加工した円筒状の試験片１とステンレ
ス鋼２から加工した円筒状の試験片だけで加工した腐食
試験片５の二種類を組み立てた。
【００１７】図２に示す試験容器は腐食試験片５を高温
水中で腐食試験をおこなうためのものである。その構成
について、まず、腐食試験片５は電気化学的に独立して
いなければならないため両端に通水口を付与したテフロ
ン絶縁管６に収納してから固定具７に設置する。次いで
ステンレス鋼からなるシム８を介在させた状態で固定具
９を固定具７にかぶせてボルト１０により固定具９と固
定具７を締結固定する。
水中で腐食試験をおこなうためのものである。その構成
について、まず、腐食試験片５は電気化学的に独立して
いなければならないため両端に通水口を付与したテフロ
ン絶縁管６に収納してから固定具７に設置する。次いで
ステンレス鋼からなるシム８を介在させた状態で固定具
９を固定具７にかぶせてボルト１０により固定具９と固
定具７を締結固定する。
【００１８】同図に示すようにこの組み立てた試験容器
を８０ａｔｍ，２８８℃の高温高圧水を供給するループ
に接続して長期間腐食試験を行った。その結果、ジルコ
ニウム合金管とステンレス鋼管との間に極低炭素鋼箔３
を介在させた腐食試験片５には両管ともに腐食損傷が認
められなかった。また、極低炭素鋼箔３の腐食損傷は比
較的短期間及び長期間腐食試験でも大きな差異がなく、
この点すき間腐食が抑制されたと推定される。一方、ジ
ルコニウム合金管とステンレス鋼管との間に極低炭素鋼
箔３を介在させなかった腐食試験片５にはステンレス鋼
のすき間表面に腐食損傷が認められた。この点、本発明
の効果が認められた。
を８０ａｔｍ，２８８℃の高温高圧水を供給するループ
に接続して長期間腐食試験を行った。その結果、ジルコ
ニウム合金管とステンレス鋼管との間に極低炭素鋼箔３
を介在させた腐食試験片５には両管ともに腐食損傷が認
められなかった。また、極低炭素鋼箔３の腐食損傷は比
較的短期間及び長期間腐食試験でも大きな差異がなく、
この点すき間腐食が抑制されたと推定される。一方、ジ
ルコニウム合金管とステンレス鋼管との間に極低炭素鋼
箔３を介在させなかった腐食試験片５にはステンレス鋼
のすき間表面に腐食損傷が認められた。この点、本発明
の効果が認められた。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、ジルコニウム合金とス
テンレス鋼との異種金属接続部のすき間が２００℃から
３００℃の高温水にさらされる場合、この異種金属接続
部でステンレス鋼がすき間腐食により損傷することを防
ぐことができる。
テンレス鋼との異種金属接続部のすき間が２００℃から
３００℃の高温水にさらされる場合、この異種金属接続
部でステンレス鋼がすき間腐食により損傷することを防
ぐことができる。
【図１】腐食試験片及びその組立て状態の説明図。
【図２】試験容器の構成要素とその組立て状態の説明図
。
。
１…ジルコニウム合金からなる円筒状試験片、２…ステ
ンレス鋼からなる円筒状試験片、３…ステンレス鋼から
なる円筒状試験片。
ンレス鋼からなる円筒状試験片、３…ステンレス鋼から
なる円筒状試験片。
Claims (2)
- 【請求項１】ジルコニウムもしくはジルコニウム合金か
らなる管状部材とステンレス鋼からなる管状部材との端
部が接合されたジルコニウムもしくはジルコニウム合金
とステンレス鋼との異種金属接続部が２００℃から３０
０℃の高温水に曝露される場合、この異種金属接続部が
すき間腐食により損傷することを防ぐために、この異種
金属接続端部に鉄もしくは炭素鋼からなる金属部材を介
在させてアノード溶解させステンレス鋼管とジルコニウ
ム及びジルコニウム合金管をカソード防食させることを
特徴とするステンレス鋼管とジルコニウム及びジルコニ
ウム合金管の接続方法。 - 【請求項２】請求項１において、ステンレス鋼管とジル
コニウム及びジルコニウム合金管との間に介在させた鉄
もしくは炭素鋼からなる金属部材はすき間内でアノード
溶解により安定な微細酸化物となり、すき間内に堆積し
てそれ以後へ高温水が浸入し難くしてすき間腐食を抑制
したステンレス鋼管とジルコニウム及びジルコニウム合
金管の接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3139963A JPH04367335A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | ステンレス鋼管とジルコニウム合金管の接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3139963A JPH04367335A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | ステンレス鋼管とジルコニウム合金管の接続方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04367335A true JPH04367335A (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=15257750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3139963A Pending JPH04367335A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | ステンレス鋼管とジルコニウム合金管の接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04367335A (ja) |
-
1991
- 1991-06-12 JP JP3139963A patent/JPH04367335A/ja active Pending
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