JPH0650876A - ジルコニウム基合金の耐食性評価法 - Google Patents

ジルコニウム基合金の耐食性評価法

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JPH0650876A
JPH0650876A JP4202316A JP20231692A JPH0650876A JP H0650876 A JPH0650876 A JP H0650876A JP 4202316 A JP4202316 A JP 4202316A JP 20231692 A JP20231692 A JP 20231692A JP H0650876 A JPH0650876 A JP H0650876A
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JP
Japan
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corrosion
zirconium
corrosion resistance
solution
based alloy
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Pending
Application number
JP4202316A
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English (en)
Inventor
Tadahiko Torimaru
忠彦 鳥丸
Masafumi Nakatsuka
雅文 中司
Takayoshi Yasuda
隆芳 安田
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Nippon Nuclear Fuel Development Co Ltd
Original Assignee
Nippon Nuclear Fuel Development Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】原子炉用部材として用いられるジルコニウム基
合金の原子炉内での耐食性を当該合金の試験片を用いて
評価する耐食性評価法であって、当該試験片をHF−H
NO3および希釈剤からなる腐食溶液中で腐食し、その
腐食量から原子炉用の耐食性を評価することを特徴とす
るジルコニウム基合金の耐食性評価法にある。 【効果】原子炉用Zr基合金の原子炉内での耐食性を手
軽に短時間で評価することができるので、Zr基合金製
の原子炉用部材として信頼性の優れた材料を容易に選択
することができ、腐食に起因する原子炉での稼働率の低
下を抑制することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は軽水冷却型原子炉内で用
いられるジルコニウム基合金の耐食性評価法に係り、特
に、ジルコニウム基合金の耐食性の評価法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】軽水炉内で用いられるジルコニウム基合
金は、長期間中性子の照射を受け、同時に水または水蒸
気にさらされるとノジェラー腐食と呼ばれる班点状の白
色酸化物が発生する。こうした腐食に対する耐食性の判
定法が提案されている(特開昭58−95427号公
報)。これはジルコニウム基合金の試験片を、約300
〜420℃の水蒸気中に曝露し、次いで約490〜52
0℃の水蒸気中に曝露して試験片上に発生する腐食の有
無を確認する方法である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術では、
原子炉内の環境下で著しく耐食性の劣る材料を識別する
には適しているが、耐食性が比較的良好な材料において
は、その耐食性の優劣を判定することは容易でなかっ
た。
【0004】前記従来技術による判定法では、比較的耐
食性が良好と判定された材料においても、実際の原子炉
内ではノジェラー腐食が発生する場合があり、また、耐
食性が優れていると判定された材料でも、実際の耐食性
が若干低い場合があった。従って、実際の原子炉内での
耐食性とよく対応する耐食性評価法が必要である。
【0005】また、前記の従来技術では、試験装置が大
掛かりで、しかも評価に長時間を要するため、再現性の
確認も容易でないと云う問題があり、手軽で短時間に評
価が可能な耐食性評価法が望まれていた。
【0006】本発明の目的は、上記に鑑みてなされたも
ので、各種ジルコニウム基合金の耐食性の優劣を容易
に、かつ、比較的短時間で評価できる耐食性評価法を提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ジルコニ
ウムの化学エッチングに用いられるHF−HNO3水溶
液は、特定の濃度条件でのジルコニウム基合金の腐食量
が、同ジルコニウム基合金を原子炉内で使用した場合の
腐食量とよく対応することを見出し本発明に到達した。
【0008】前記課題を解決する本発明の要旨は、原子
炉用部材として用いられるジルコニウム基合金の原子炉
内での耐食性を当該合金の試験片を用いて評価する耐食
性評価法であって、当該試験片をHF−HNO3および
希釈剤からなる腐食溶液中で腐食し、その腐食量から原
子炉内での耐食性を評価することを特徴とするジルコニ
ウム基合金の耐食性評価法にある。
【0009】
【作用】ジルコニウム基合金の耐食性評価に最も適した
HF−HNO3溶液の濃度を調べるために、ジルカロイ
−2として知られているジルコニウム基合金を用い、原
子炉内での耐食性が異なることが知られている熱処理を
施した2種類の試料と、熱処理を施さない試料の計3種
を用いて、HF−HNO3溶液のHFとHNO3の濃度を
変えてエッチングを行い、原子炉内での腐食との対応を
調べた。
【0010】その結果、HF濃度が15〜25容量%の
溶液が原子炉内での耐食性によく対応することが分かっ
た。
【0011】本発明の評価法では、HF濃度が15〜2
5容量%のHF−HNO3溶液を、目的に応じて水等で
適度に希釈した耐食性判定液を用いることにより、ジル
コニウム基合金の原子炉内での耐食性の優劣を正確に、
かつ、容易に評価することが可能となる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。
【0013】〔実施例1〕先に、特定の濃度条件でのH
F−HNO3水溶液によるジルコニウム基合金の腐食量
は、該ジルコニウム基合金を原子炉内で使用した場合の
腐食量によく対応していることを述べた。そこでまずジ
ルコニウム基合金の耐食性の評価に最も適したHF−H
NO3溶液について次の実験を行った。
【0014】ジルコニウム基合金であるジルカロイ−2
について、原子炉内での耐食性が異なることが知られて
いる熱処理を施した2種類の試料と、熱処理を施さない
試料の3種の試料を用意した。上記前者の試料として
は、1050℃で3分保持した後急冷した試験片(βク
エンチ材)、750℃で1時間焼鈍した試験片(焼鈍
材)を作製した。上記試料の実際の原子炉内での耐食性
は、βクエンチ材が最も優れており、次いで熱処理して
いない標準材、そして焼鈍材の順である。
【0015】次に、HFが10容量%:HNO3が90
容量%の溶液1、HFが20容量%:HNO3が80容
量%の溶液2、そしてHFが30容量%:HNO3が7
0容量%の溶液3のHFとHNO3比率を変えた3種類
を腐食溶液を調製し、それぞれの溶液2.5mlに希釈
剤として水を497.5mlを加えたものを用意した。
【0016】上記の各溶液に前記3種類の試験片を同時
に浸漬し、2.5h後に取り出してその重量変化を調べ
た。図1は、標準材の腐食量に対するβクエンチ材、焼
鈍材の腐食量の差をHF−HNO3液のHF濃度に対し
てプロットしたグラフである。図1から、原子炉内での
耐食性によく対応しているのはHF濃度が15〜25容
量%の範囲であることが分かった。
【0017】従って、本実施例では、HF−HNO3
液中のHF濃度を15〜25容量%にし、これを水等で
適度に薄めた耐食性判定液を用いて試験することによっ
て、原子炉内での耐食性の優劣を正確に、かつ、手軽に
評価することができる。
【0018】なお、本実施例ではHF−HNO3溶液/
水との比が2.5ml/497.5mlの場合を示した
が、上記の比が0.5ml/499.5mlから12.5
ml/487.5mlの範囲内では同様な特性を有する
ことを確認した。
【0019】また、希釈剤中に数容量%のグリセリンを
含んでいても同様な傾向が得られることも分かった。
【0020】〔実施例2〕次に、本発明の別の実施例を
示す。原子炉内での耐食性が異なることが報告されてい
る下記のジルコニウム基合金の5種、 合金A:(Zr−0.5Nb−0.1Sn−0.05Fe
−0.5Mo) 合金B:(Zr−0.1Fe−1.3Cr) 合金C:(Zr−0.1Nb−0.1Sn−0.05Fe
−0.05Ni) 合金D:(Zr−2.5Nb) 合金E:(ジルカロイ−2) の各インゴットをボタンメルト法により作製し、切り出
して板状の試験片(10mm×20mm×1mm)を作
製した。
【0021】上記の各試験片の表面を、JIS−R−6
252に規定する120番以上の研摩紙で乾式研摩し、
溶剤で脱脂後、乾燥させた。なお、研摩方法は上記に限
定されず、JIS−R−6251(研摩布)、JIS−
R−6254(エンドレス研摩ベルト)に規定される1
20番以上の研磨材で乾式研摩もしくはJIS−R−6
253(耐水研摩紙)に規定する80番以上の研摩材で
湿式研摩してもよい。
【0022】腐食溶液としては、JIS−K−8819
に規定されるふっ化水素酸(試薬特級品)とJIS−K
−8541に規定される硝酸(試薬特級品)および蒸留
水(イオン交換水でもよい)を用いてHFが0.1容量
%:HNO3が0.4容量%:水が99.5容量%のもの
を調製した。
【0023】試験容器は、硝酸・ふっ化水素酸に侵され
にくい合成樹脂製のものを使用し、合成樹脂製のホルダ
ーを用いて試験片を試験溶液の中位に保持した。
【0024】前記5種のジルコニウム基合金試験片は、
最初に重量を測定たものをホルダーにセットし、前記試
験溶液に同時に浸漬した。2.5時間後、試験溶液から
ホルダーごと引上げ、流水でよく洗浄した後、溶剤で超
音波洗浄し、乾燥させた。これらの各試験片の重量を測
定しその重量の変化量を求め、これを試料の全表面積で
除して腐食量(mg/cm2)を得た。
【0025】図2は、本実施例の試験で得られた腐食量
とCTYZACK:J.Nucl.Mater.,66,163
(1977)によって報告されている前記ジルコニウム
基合金の炉内腐食量(照射日数:331日)とを比較し
たものである。図2から明らかなように、腐食量の材料
間における相対的な関係が本実験結果と炉内腐食結果と
でよく一致していることが分かる。従って、前記HF−
HNO3を含む溶液を用いることによって炉内での耐食
性とよく対応した評価を行うことができる。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、原子炉用Zr基合金の
原子炉内での耐食性を手軽に短時間で評価することがで
きるので、Zr基合金を用いた原子炉用部材として信頼
性の優れた材料を容易に選択することができ、腐食に起
因する原子炉の稼働率の低下を抑制することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】HF−HNO3中のHF濃度に対する標準材の
腐食量とβクエンチ材および焼鈍材の腐食量との差を示
すグラフである。
【図2】5種類のジルコニウム基合金の炉内腐食結果と
実施例2の腐食実験結果との比較図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原子炉用部材として用いられるジルコニ
    ウム基合金の原子炉内での耐食性を当該合金の試験片を
    用いて評価する耐食性評価法であって、当該試験片をH
    F−HNO3および希釈剤からなる腐食溶液中で腐食
    し、その腐食量から原子炉内での耐食性を評価すること
    を特徴とするジルコニウム基合金の耐食性評価法。
  2. 【請求項2】 前記腐食溶液中のHFがHNO3に対し
    て15〜25容量%であり、かつ、溶液中の両者の和が
    0.1〜2.5容量%である請求項1に記載のジルコニウ
    ム基合金の耐食性評価法。
  3. 【請求項3】 前記腐食溶液が、HF−HNO3溶液/
    水との比が0.5ml/499.5mlから12.5ml
    /487.5mlである請求項1または2に記載のジル
    コニウム基合金の耐食性評価法。
JP4202316A 1992-07-29 1992-07-29 ジルコニウム基合金の耐食性評価法 Pending JPH0650876A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115094422A (zh) * 2022-04-24 2022-09-23 西安西部新锆科技股份有限公司 一种锆/锆合金的β相腐蚀剂及其制备方法、腐蚀方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115094422A (zh) * 2022-04-24 2022-09-23 西安西部新锆科技股份有限公司 一种锆/锆合金的β相腐蚀剂及其制备方法、腐蚀方法

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