JPH063287B2 - 軽水炉蒸気発生器用管 - Google Patents
軽水炉蒸気発生器用管Info
- Publication number
- JPH063287B2 JPH063287B2 JP61074670A JP7467086A JPH063287B2 JP H063287 B2 JPH063287 B2 JP H063287B2 JP 61074670 A JP61074670 A JP 61074670A JP 7467086 A JP7467086 A JP 7467086A JP H063287 B2 JPH063287 B2 JP H063287B2
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- JP
- Japan
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- steam generator
- tube
- environment
- water reactor
- light water
- 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.)
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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
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は耐応力腐食割れ性にすぐれた軽水炉蒸気発生
器用管に関する。
器用管に関する。
軽水炉型原子炉の蒸気発生器用管では、内面側が原子炉
を通った純水が流通する１次側環境となり、外面側が海
水によって冷却されて循環使用されるＡＶＴ処理を受け
た純水の通る２次側環境となる。
を通った純水が流通する１次側環境となり、外面側が海
水によって冷却されて循環使用されるＡＶＴ処理を受け
た純水の通る２次側環境となる。
現在このような蒸気発生器用管としては、２次側（ＡＶ
Ｔ処理）環境下、即ち、海水がリークした場合のＣｌ−
環境下において耐食性にすぐれているAlloy600（商品
名）が主として使用されている。
Ｔ処理）環境下、即ち、海水がリークした場合のＣｌ−
環境下において耐食性にすぐれているAlloy600（商品
名）が主として使用されている。
しかし最近このAlloy600のチューブに、２次側環境下に
おいてアルカリ濃縮によると思われる応力腐食割れが発
生することが報告されている。このアルカリ濃縮の最も
大きな要因は、系内のイオン交換樹脂の不良により該樹
脂からＮａ＋イオンが流出して系内に流入するためと考
えられている。
おいてアルカリ濃縮によると思われる応力腐食割れが発
生することが報告されている。このアルカリ濃縮の最も
大きな要因は、系内のイオン交換樹脂の不良により該樹
脂からＮａ＋イオンが流出して系内に流入するためと考
えられている。
また、１次側環境（主要成分が例えば数百ppmＢ3+＋1pp
mLi+＋Ｈ2）下においても、Alloy600の小径チューブの
Ｕベンド先端部の内側に応力腐食割れが発生するといわ
れている。
mLi+＋Ｈ2）下においても、Alloy600の小径チューブの
Ｕベンド先端部の内側に応力腐食割れが発生するといわ
れている。
これらの応力腐食割れに対して従来次ののような対
策がとられているが、いずれも記述のような問題を抱え
ているのが実状である。
策がとられているが、いずれも記述のような問題を抱え
ているのが実状である。
環境面からの対策 （イ）：腐食因子とされているCl-,O2,Na+，金属酸化物
(Fe3O4,Cu20)等の低減、 （ロ）：インヒビター（腐食防止剤）の添加による腐食
防止 があるが、(イ)では系中Cl-,O2,Na+,金属酸化物(Fe3O4,C
u20)等の低減は実質的に極めて困難であり、（ロ）では
インヒビターが一般的に価格が極めて高く、これを系内
に大量添加することは経済面から極めて不利となる。
(Fe3O4,Cu20)等の低減、 （ロ）：インヒビター（腐食防止剤）の添加による腐食
防止 があるが、(イ)では系中Cl-,O2,Na+,金属酸化物(Fe3O4,C
u20)等の低減は実質的に極めて困難であり、（ロ）では
インヒビターが一般的に価格が極めて高く、これを系内
に大量添加することは経済面から極めて不利となる。
材料面からの対策 （イ）：材質の改良として (a) Ni−Cr−Fe基本成分の適正化 (b) 微量成分の添加或いは低減化 があるが、チューブ内外の１次、２次側環境が互いに異
なる場合、双方に対して適正とされるNi−Cr−Fe基本成
分系合金の開発が難かしい。また微量成分の添加または
低減化によるといっても、微量元素の影響は様々で、耐
応力腐食性に対し適正な元素および含有量を選定するの
は困難である。
なる場合、双方に対して適正とされるNi−Cr−Fe基本成
分系合金の開発が難かしい。また微量成分の添加または
低減化によるといっても、微量元素の影響は様々で、耐
応力腐食性に対し適正な元素および含有量を選定するの
は困難である。
（ロ）：特殊熱処理の適用として、650〜800℃で長時間
加熱し、十分にCr欠乏層を回復させ、かつCr炭化物を析
出させる方法があるが、これはコストが高くつくととも
に、場合によっては一方の環境では良くても、もう一方
の環境では耐応力腐食割れ性が極めて劣化するようてこ
ともあって、好ましくない。
加熱し、十分にCr欠乏層を回復させ、かつCr炭化物を析
出させる方法があるが、これはコストが高くつくととも
に、場合によっては一方の環境では良くても、もう一方
の環境では耐応力腐食割れ性が極めて劣化するようてこ
ともあって、好ましくない。
（ハ）：上記（イ）（ロ）を組合せた方法でもやはり内
外の異なる環境の双方に対して適正な材料を得ることは
難かしい。
外の異なる環境の双方に対して適正な材料を得ることは
難かしい。
上記の如く従来の対策はそれ何れもが応力腐食割れ防止
策として不十分なものであり、従って新たな対策が望ま
れていた。
策として不十分なものであり、従って新たな対策が望ま
れていた。
この発明は上記要望に応えるものであって、管内外の異
なる腐食環境の何れに対しても極めて良好な耐応力腐食
割れ性を示す軽水炉蒸気発生器用管を提供しようとする
ものである。
なる腐食環境の何れに対しても極めて良好な耐応力腐食
割れ性を示す軽水炉蒸気発生器用管を提供しようとする
ものである。
本発明はNi40〜70Wt%、Cr20〜35Wt%を含むNi基合金管の
外表面にNiメッキ層を付与したことを特徴とする軽水炉
蒸気発生器用管を要旨とする。
外表面にNiメッキ層を付与したことを特徴とする軽水炉
蒸気発生器用管を要旨とする。
すなわち本発明の蒸気発生器用管は材質面からの改善を
図ったもので、Ｃｌ−のみならずアルカリ濃縮の腐食環
境からなる２次側環境下においてすぐれた耐応力腐食割
れ性を示す純Niを外側表層に配し、主成分が例えば数百
ppmB3＋1ppmLi+＋Ｈ２の腐食環境からなる１次環境下に
おいてすぐれた耐応力腐食割れ性を示す成分組成のNi基
合金を内側基体として、内外を流れる異なる腐食環境の
両方に十分に耐え得るようにしたものである。
図ったもので、Ｃｌ−のみならずアルカリ濃縮の腐食環
境からなる２次側環境下においてすぐれた耐応力腐食割
れ性を示す純Niを外側表層に配し、主成分が例えば数百
ppmB3＋1ppmLi+＋Ｈ２の腐食環境からなる１次環境下に
おいてすぐれた耐応力腐食割れ性を示す成分組成のNi基
合金を内側基体として、内外を流れる異なる腐食環境の
両方に十分に耐え得るようにしたものである。
次に本発明の蒸気発生器用管の製造方法について説明す
る。
る。
）まず、内側基本となるべき管（被覆原管）を製造す
る。
る。
所定の合金材料（例えばAlloy600またはAlloy690）を真
空溶解炉で溶解後鍛伸し、皮むきして所定寸法のビレッ
トを作る。このビレットを次いで機械加工し、熱管押出
しにより素管となし、これを冷間加工し、途中軟化後、
冷間引抜にかけ、しかるのち最終熱処理を施して、被覆
原管を得る。
空溶解炉で溶解後鍛伸し、皮むきして所定寸法のビレッ
トを作る。このビレットを次いで機械加工し、熱管押出
しにより素管となし、これを冷間加工し、途中軟化後、
冷間引抜にかけ、しかるのち最終熱処理を施して、被覆
原管を得る。
）次いでこの原管にNiメッキを施す。
メッキの方法は、基本的にはNiメッキ可能なものであれ
ば何れを用いてもよい。具体的には電気メッキ、溶射、
無電解メッキ等が採用できるが、実用的なのは、電気メ
ッキであり、なかでも本出願人が先に出願した特願昭56
−129321号（特願昭58−31097号公報）のメッキ方法が
推奨される。
ば何れを用いてもよい。具体的には電気メッキ、溶射、
無電解メッキ等が採用できるが、実用的なのは、電気メ
ッキであり、なかでも本出願人が先に出願した特願昭56
−129321号（特願昭58−31097号公報）のメッキ方法が
推奨される。
電気メッキによる場合は、次のような手順が一般的であ
る。
る。
まず原管の外表面をベルダー研磨し、有機溶剤（アセト
ン、トリクレン）で脱脂後乾燥し、次いで10％NaOH溶液
で電解研磨を行い、水洗い後直ちにNiメッキ浴にて電気
メッキを実施する。
ン、トリクレン）で脱脂後乾燥し、次いで10％NaOH溶液
で電解研磨を行い、水洗い後直ちにNiメッキ浴にて電気
メッキを実施する。
ところで、Ni等のメッキは一般に、被メッキ材が上記原
管のようにCr含有の多い材料では十分な被膜形成を得難
い面があるが、このような傾向に対処するには、電気メ
ッキに際し前もって表面活性化のための下記予備処理
（特願昭56-129321号）を行うことが有効である。すな
わち、塩化物を含有する酸性水溶液中で一旦陽極電解
し、この水溶液に保持したまま次いで陰極電解を行う。
ここに塩化物を含有する酸性水溶液とは、Cl-およびメ
ッキ金属（ここではNi）イオンを含有するPH酸性の水溶
液のことをいう。この酸性水溶液中には、添加材として
LiCl、NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2を含有しても差支えな
い。
管のようにCr含有の多い材料では十分な被膜形成を得難
い面があるが、このような傾向に対処するには、電気メ
ッキに際し前もって表面活性化のための下記予備処理
（特願昭56-129321号）を行うことが有効である。すな
わち、塩化物を含有する酸性水溶液中で一旦陽極電解
し、この水溶液に保持したまま次いで陰極電解を行う。
ここに塩化物を含有する酸性水溶液とは、Cl-およびメ
ッキ金属（ここではNi）イオンを含有するPH酸性の水溶
液のことをいう。この酸性水溶液中には、添加材として
LiCl、NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2を含有しても差支えな
い。
次に本発明において内側基本のNi、Crの含有量を上記の
如く限定した理由を説明する。
如く限定した理由を説明する。
Ni含有量が40％未満では、Ni分が不足して高温(400〜50
0℃）の水素雰囲気中で脆化し易くなるからであり、ま
た70％を超えると１次側環境に対してはNi分が高すぎる
ため360℃の高温となると不動態被膜が不安定となって
応力腐食割れが生じ易くなるからである。またCr含有量
が20％未満では完全なCr2O3の安定した層が得られない
からであり、また35％を超えると熱間鍛造性が大きく悪
化し好ましくないからである。
0℃）の水素雰囲気中で脆化し易くなるからであり、ま
た70％を超えると１次側環境に対してはNi分が高すぎる
ため360℃の高温となると不動態被膜が不安定となって
応力腐食割れが生じ易くなるからである。またCr含有量
が20％未満では完全なCr2O3の安定した層が得られない
からであり、また35％を超えると熱間鍛造性が大きく悪
化し好ましくないからである。
一方、外側表層のNiメッキ層は、Ｃｌ−のみならずアル
カリ濃縮の２次側環境下においてすぐれた耐応力腐食割
れ性を示す。
カリ濃縮の２次側環境下においてすぐれた耐応力腐食割
れ性を示す。
Niメッキ層の厚みはとくに限定しないが、後述の実施例
から明らかなように50μm未満では耐応力腐食割れ性が
十分でないからこれ以上の厚みとするのがよく、またコ
ストの面から多くとも200μｍ程度に止めるのが好まし
い。
から明らかなように50μm未満では耐応力腐食割れ性が
十分でないからこれ以上の厚みとするのがよく、またコ
ストの面から多くとも200μｍ程度に止めるのが好まし
い。
第１表に示す成分組成からなる、蒸気発生器用管の内側
基体となるべき合金（Ａ）〜（Ｅ）をそれぞれ500kg宛
真空溶解し、皮むき後所定寸法（180mmφ〜100mmφ）の
ビレットを作り、機械加工後、1200℃加熱押出しにより
素管となし、次いで冷間加工、途中軟化後、冷間引抜を
行って19.05mmφ×1.3mmｔの管を得、これを製品熱処理
（1050℃×２分AC）を施して原管とした。
基体となるべき合金（Ａ）〜（Ｅ）をそれぞれ500kg宛
真空溶解し、皮むき後所定寸法（180mmφ〜100mmφ）の
ビレットを作り、機械加工後、1200℃加熱押出しにより
素管となし、次いで冷間加工、途中軟化後、冷間引抜を
行って19.05mmφ×1.3mmｔの管を得、これを製品熱処理
（1050℃×２分AC）を施して原管とした。
次いでこの原管を用い、外表面ベルダー研磨−有機溶剤
脱脂、乾燥−10％NaOH溶液使用の電解研磨（原管：＋
極、鉄抜：−極、4A/dm2、５分間、常温）−水洗後直ち
に第１図のようにして電気メッキ（メッキ浴：スルフォ
ン酸Ni浴、陽極：Ni、2A/dm2、50〜60℃）を行い所要の
被覆厚になるまで通電、の以上の工程を経てNi被覆管を
製作した。
脱脂、乾燥−10％NaOH溶液使用の電解研磨（原管：＋
極、鉄抜：−極、4A/dm2、５分間、常温）−水洗後直ち
に第１図のようにして電気メッキ（メッキ浴：スルフォ
ン酸Ni浴、陽極：Ni、2A/dm2、50〜60℃）を行い所要の
被覆厚になるまで通電、の以上の工程を経てNi被覆管を
製作した。
このようにして得たNi被覆管およびNiメッキなしの上記
原管ままのものについて、次の腐食試験をおこなった。
原管ままのものについて、次の腐食試験をおこなった。
（イ）２次側環境下での試験 各供試管から第２図に示すような弧状型試験片(2mm厚×
10mm巾×75mm長）を採取し、この両端部に５mmφのキリ
孔を開けた後、半径５mmＲでＵ字形に曲げさらにボルト
ナットで５mm拘束して試験に供した。試験は、15％NaOH
溶液を脱気後330℃に加熱保持し、これに試験片を600時
間浸漬する方法によった。
10mm巾×75mm長）を採取し、この両端部に５mmφのキリ
孔を開けた後、半径５mmＲでＵ字形に曲げさらにボルト
ナットで５mm拘束して試験に供した。試験は、15％NaOH
溶液を脱気後330℃に加熱保持し、これに試験片を600時
間浸漬する方法によった。
（ロ）１次側環境下で試験 各供試管を500mm長に切断し、これに15％の引張歪を与
えた後同様の弧状型試験片（第２図）を採取し、被覆管
については基本側が外側となるように曲げて、（イ）と
同様のＵベンド試験に供した。試験は、800ppmＢ3+＋2p
pmLi+＋30CCH2/H2O・kgの溶液を脱気後360℃に加熱保持
し、これに500時間浸漬する方法によった。
えた後同様の弧状型試験片（第２図）を採取し、被覆管
については基本側が外側となるように曲げて、（イ）と
同様のＵベンド試験に供した。試験は、800ppmＢ3+＋2p
pmLi+＋30CCH2/H2O・kgの溶液を脱気後360℃に加熱保持
し、これに500時間浸漬する方法によった。
上記各試験終了後、試験片を半割に切断した後、切断面
に樹脂を埋め込んで割れ深さを光学顕微鏡で測定し、耐
応力腐食割れ性の良否を判定した。
に樹脂を埋め込んで割れ深さを光学顕微鏡で測定し、耐
応力腐食割れ性の良否を判定した。
各試験結果を第２表に示す。
第２表において、従来例（原管まま）は全て耐アルカリ
SCC性（２次側環境下）が劣っている。また、基本材料
がＤ、Ｅ（Ni≧70Wt%）の比較例は、Niメッキ層がある
ため耐アルカリSCCは良好であるが、一次側環境下での
耐SCC性に難がある。これらに対してNiメッキ層を有し
かつ基体の成分範囲が本発明範囲にある本発明例は全
て、何れの環境においてもすぐれた耐SCC性を示した。
SCC性（２次側環境下）が劣っている。また、基本材料
がＤ、Ｅ（Ni≧70Wt%）の比較例は、Niメッキ層がある
ため耐アルカリSCCは良好であるが、一次側環境下での
耐SCC性に難がある。これらに対してNiメッキ層を有し
かつ基体の成分範囲が本発明範囲にある本発明例は全
て、何れの環境においてもすぐれた耐SCC性を示した。
また、ここには示していないが、Ｎｉメッキ層はＣｌ−
環境下での耐SCCも優れる。
環境下での耐SCCも優れる。
なお、第３図（第２表中の番号２対象）に示すデータか
ら明らかなように、Niメッキ層の厚みが50μｍ未満で
は、その効果も薄く、よってこの厚みとしては50μｍ以
上が好ましい。
ら明らかなように、Niメッキ層の厚みが50μｍ未満で
は、その効果も薄く、よってこの厚みとしては50μｍ以
上が好ましい。
以上の説明から明らかなように、本発明の軽水炉蒸気発
生器用管は、外側にNi、内側にNi分を下げたCr含有Ni基
合金を用いることによって１次側（通常数百ppmＢ3+＋1
ppmLi+＋Ｈ２）および２次側（Ｃｌ−もしくはアルカリ
濃縮）の互いに異なった腐食環境の両方に耐えてすぐれ
た耐応力腐食割れ性を発揮するものであるから、管寿命
の延長に著しい効果を発揮する。
生器用管は、外側にNi、内側にNi分を下げたCr含有Ni基
合金を用いることによって１次側（通常数百ppmＢ3+＋1
ppmLi+＋Ｈ２）および２次側（Ｃｌ−もしくはアルカリ
濃縮）の互いに異なった腐食環境の両方に耐えてすぐれ
た耐応力腐食割れ性を発揮するものであるから、管寿命
の延長に著しい効果を発揮する。
第１図は実施例で用いたメッキ装置を示す工程図、第２
図は試験片の形状を示す斜視図、第３図はNiメッキ層の
厚みと応力腐食割れ深さとの関係を示す実験データであ
る。
図は試験片の形状を示す斜視図、第３図はNiメッキ層の
厚みと応力腐食割れ深さとの関係を示す実験データであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−125251（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−25958（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−122403（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】Ni40〜70Wt％、Cr20〜35Wt％を含むNi基合
金管の外表面にNiメッキ層を付与したことを特徴とする
軽水炉蒸気発生器用管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61074670A JPH063287B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 軽水炉蒸気発生器用管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61074670A JPH063287B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 軽水炉蒸気発生器用管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62233602A JPS62233602A (ja) | 1987-10-14 |
| JPH063287B2 true JPH063287B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=13553898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61074670A Expired - Lifetime JPH063287B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 軽水炉蒸気発生器用管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063287B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016104841A (ja) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | 新日鐵住金株式会社 | 引抜加工用潤滑被膜およびその形成用組成物並びに被膜形成方法および金属管の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55125251A (en) * | 1979-03-19 | 1980-09-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Cr-containing ni alloy with superior stress corrosion cracking resistance and manufacture thereof |
| JPS5914100B2 (ja) * | 1979-08-10 | 1984-04-03 | 三菱マテリアル株式会社 | 高ニツケルクロム合金への無電解ニツケルメツキ法 |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP61074670A patent/JPH063287B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62233602A (ja) | 1987-10-14 |
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