JPH01316635A

JPH01316635A - 腐食検知方法

Info

Publication number: JPH01316635A
Application number: JP14948188A
Authority: JP
Inventors: Yasoji Tsukagami; 塚上　八十治; Motoroku Nakao; 仲尾　元六
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1988-06-17
Filing date: 1988-06-17
Publication date: 1989-12-21

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は金属材料の腐食検知方法に係り、特に原子力再
処理プラントのハロゲン元素による腐食を判定するのに
好適な腐食検知方法に関する。

〔従来の技術〕

核燃料再処理工場は、使用済燃料を濃硝酸で溶解する熔
解工程において、ＮＯｘと共に使用済燃料中の放射性の
ヨウ素の１．＜約１０１００ｐｐや臭素Ｂｒｚ　　（約
１０ｐ’ｐｍ）の腐食性ガスが放出される。

従来、このようなオフガスは第８図に示す処理装置によ
って処理される。第８図において、溶解槽２１からのオ
フガスは、コンデンサ２２に導入され、ここでオフガス
は９０°Ｃから４０°Ｃ程度まで冷却され、ガス中の大
部分の水分が凝縮し、除去される。

コンデンサ２２からのオフガスは、ＮＯｘ吸収塔２４に
供給され、塔頂部から導入される吸収液（水）に吸収さ
れ、硝酸となって貯槽２３に貯蔵される。

貯槽２３に貯溜された吸収酸中に、ヨウ素１□等が含ま
れており、これらのヨウ素等はヨウ素再進出塔２５にて
ガス中に追い出される。ヨウ素再追出し塔２５からのガ
ス中のヨウ素等は、ヨウ素除去塔２６にて吸着・除去さ
れた後、ＮＯｘおよびヨウ素等が規定濃度以下となって
排気筒２７より大気中に放出される。

この放射性のヨウ素Ｉ２や臭素Ｂｒ、は他のハロゲン元
素の塩素ＣＩ！、、と同しように腐食性を有する元素で
あると同時に、その半減期が非常に長く、前記再処理オ
フガス系に長時間留まり、特に高湿度領域において腐食
による装置のリーク事故発生の要因となる。

このため、オフガス処理系においては運転期間中の機器
の腐食の発生・進展を検知する必要が生じるが、従来に
おいては次の検知方法等が主として用いられている。

（１）　　装置材料と同一材料の細線を装置内に挿入し
、腐食による断面減少から生じるオーム抵抗の増加を計
測し、腐食量を検知する。（特開昭５１−３０７８３号
公報）（２）装置内の液を定期的に取り出し、その中の溶出し
た金属イオンの量を分析する。（特開昭６０−４０９３
５号公報）（３）試料金属の分極抵抗の変化を測定する。（特開昭
５６−２４５５１号公報）〔発明が解決しようとする課題］従来の検知方法（１）〜（３）のうち、（１）の方法は
、腐食程度をリアルタイムに計測できる利点はある。

しかし、腐食形態として全面腐食しか検知できず、オフ
ガス環境のように孔食を起こす環境では、孔食が細線の
方向にランダムに発生するため、総括的な抵抗減少によ
って孔食深さの予知は困難である。

（２）の方法は、液の定期的なサンプリングとその化学
分析より腐食の発生・進展の程度の予測ができるが、分
析に長い時間を要すると共に液の交換と累積的な濃度の
検知ができない。

一方、（３）の方法は、取り扱いが容易で連続的測定も
可能であるが、適用環境が液中のみであるため、ヨウ素
ガスのようなハロゲン元素に対しては、液中よりも腐食
程度が厳しく、かつ液中では見られない腐食生成物の付
着を伴う気相環境での腐食の発生・進展を検知すること
は困難である。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、ハ
ロゲン元素を含む気・液両環境でも連続計測が可能で腐
食の発生・進展を検知することができる腐食検知方法を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段］本発明は、ヨウ素等ハロゲン元素を含む環境では、気相
中液滴および液相中のＩ、−イオン等が一定値に達した
時腐食が発生し、さらに腐食の進行と共に液中の１３−
イオンが自己増殖して行くことに着目した結果到達され
たものであって、気相中液滴および液相中の１．−イオ
ン濃度の増加の程度をサンプルを採取することなく、ｌ
、−イオンによる色彩の連続的分光光度計測により求め
るようにしたものである。

〔作用〕

ヨウ素等ハロゲン元素を含む湿潤気相および液相での金
属（例えば５ＵＳ３０４Ｌ、６０℃）の腐食減量は第３
図に示されるように時間の経過により、加速的に増大を
始める。

一方、気相中液滴および液相中の１．−イオンの濃度も
第４図に示されるように腐食が開始されると、時間の経
過により加速的に濃縮し始める。

このＩ、−イオンの濃縮は次式により説明される。

＋３−＋Ｍ（金属）→　Ｍ　”　＋３１−・・・・・・
（１）３　Ｉ−＋３１．→　　１３−＋２１３−・・・
・・・（２）（１）式は腐食の酸化・還元反応であり、
アノードではＩ、−イオンが金属（Ｍ）を酸化し、液相
にＭトイオンとしてｔ容出させ、自らは３モルの１−イ
オンに還元される。■−イオンには酸化力がなく、それ
以上金属を溶出できないａ　　１３−イオンはヨウ素１
２分子と１−イオンが結合した錯イオンであり、１２部
分が金属を腐食させる。゛（２）式は３モルの１−イオ
ンが常時補給されてくる１２分子と結合し、３モルのＩ
、−イオンになる反応式であり、この平衡定数には約７
００と非常に大きく　、（２）式の反応は瞬時に右方向
に進行する。（２）式の右辺の３モルのｉ３−イオンの
うち、１モルのＩ３−イオンは腐食が連続的に進行する
ために（１）式の反応に使われるが、残りの２モルの１
、−イオンが腐食サイクルの進行と共に系に残留し、か
つ腐食反応に関与することになり、この部分の■、−イ
オンが（１）式及び（２）弐の繰り返しにより加速的な
腐食減量およびＩ、−濃度の増大をもたらし、腐食検知
が可能となる。

一方、液中で濃縮したｌ　ｓ　−Ｓｉｔイオンはハロゲ
ン元素では臭素（Ｂｒ）と同じように独得の色彩を有し
、液中では通常、赤褐色の色を呈し、濃度の薄い場合、
黄橙色の色、濃度の高い場合、暗赤褐色の色を呈する。

有色のＩ３−イオンは波長３５３ｎｍ（−３５３０人）
の光を吸収するので、その存在は吸光光度法で確認でき
、その定量は波長３５３ｎｍ位置の吸光光度のピークの
大きさにより算出することができる。

第５図は１．−イオン濃度と吸光光度のピークの大きさ
（吸光度）の関係を示したものであり、Ｉ、−イオンと
吸光度との間には比例関係がある。

一方、第６図はＩ、−イオン濃度と金属’（Ｓ　ＵＳ３
０４Ｌ）の腐食量との関係を求めたものであり、金属の
腐食量はＩ、−イオン濃度の増加と共に直線的に増加す
る。

第７図は第５図及び第６図より吸光光度のピーク値（吸
光度）と金属（ＳｔＪＳ３０４Ｌ）の腐食減量との関係
を求めたものであり、吸光度と腐食減量との間には比例
関係が成立する。

したがって、第５図〜第７図の結果から、各種構成機器
の材質に対して、吸光光度のピーク値（吸光度）と腐食
減量のマスターカーブを作成し、液中の１３−イオンの
色の吸光光度測定からリアルタイムに腐食量を検知する
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の腐食検知方法を実施するための装置の
一例を示す概略的構成図、第２図は第１図のＡ部詳細拡
大図である。

容器１の人口部より入ったヨウ素等のハロゲンガスは液
相部２を通過し、気相部３に出るが一部のガスは液相部
２で吸収される。さらに気相部３に出たガスの１部は容
器１の内壁に付着した液滴に吸着されると同時に、容器
ｌと同一材質で作られた計測用の吸収セル４内の約２ｃ
ｃ以下の微量の液滴５にも吸収される。その他の大部分
のハロゲンガスは容器１の出口部より次の系に流出する
。

吸収セル４は、第２図に示されるように樋状の容器から
なり、その長手方向の一端部に光ファイバーの送光極６
が設置され、他端部に光ファイバーの受光棒１１が設置
されている。

また、液相部２の液体中にもそれぞれ光ファイバーの送
光極６及び受光棒１１が設置されている。

光源部８からの光は、波長選択部９に導入され、ここで
目的とする波長の光が取り出される。この光は、切り換
えスイッチ７の作動に基づいて光ファイバーの送光極６
より液相部２内の液体又は吸収セル４内の液滴５内に入
射され、透過光は、光ファイバーの受光棒１１に到達し
てここで検知される。

吸収セル４内の約２ｃｃ以下の液滴は、吸収セル４の上
側より気相領域中のヨウ素ガスを吸い込み、■、−イオ
ンを濃縮させて赤褐色を呈する。

また、吸収セル４内の少量の液滴は、周囲の相対湿度１
００％か、それにほぼ近い環境にあるため、液滴量は、
はぼ一定に維持される。

液相部２内の液体又は液滴５を透過して減衰した光は、
測光部１０で計測され、入射光及び透過光による吸光度
から計算された！、−イオン濃度及び吸光度−腐食量の
マスターカーブより求められた腐食量がリアルタイムに
記録される。

なお、測光部１０による計測値が予め定められた限界値
を超えると、測定部１０に接続された切り換え用リレー
（図示せず）が作動して、ハロゲンガスバイパス配管を
経由して他の系に逃がし、容器１へのハロゲンガスの流
入を断ち、容器の腐食の進行を防止するようになってい
る。

上記のような検知方法では、腐食形態として孔食の発生
をも検知でき、かつ液の吸光度計測より腐食の発生およ
び進展を極めて簡便にかつ短時間に判定でき、しかも従
来困難であった気相環境下における腐食を検知すること
ができる。

なお、ヨウ素同様に第５図〜第７図に示す特性と類似の
特性を有する限り、他のハロゲン元素を含むガ・スの気
相および液相下における金属の腐食の判定にも適用する
ことができることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ヨウ素等のハロゲン元素を含む湿潤気
相および液相中での金属の腐食４１を腐食の進行と共に
増殖する液中Ｉ、−等のハロゲンイオンの濃度の変化を
、ハロゲンイオンを含む溶液の色彩の濃度変化を吸光度
等の計測することにより求めることができるので、上記
環境中での腐食の発生および進展状況を検知することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の腐食検知方法を実施するための装置の
概略的構成図、第２図は第１図のＡ部詳細拡大図、第３
図は腐食減量と試験時間との関係を示す図、第４図はＩ
、−イオン濃度と試験時間との関係を示す図、第５図は
Ｉ、−イオン濃度と吸光光度ピーク値（吸光度）との関
係を示す図、第６図は１．−イオン濃度と腐食減量との
関係を示す図、第７図は腐食減量と吸光光度ピーク値（
吸光度）との関係を示す図、第８図は再処理オフガス処
理装置の系統図である。ｌ・・・・・・容器、２・・・・・・液相部、３・・・
・・・気相部、４・・・・・・吸収セル、５・・・・・
・ｉ滴、６・・・・・・光ファイバー送光極、７・・・
・・・切り換えスイッチ、８・・・・・・光源眼９・・
・・・・波長選択部、１０・・・・・・測光部、１１・
・・・・・光ファイバー受光棒。代理人　弁理士　西　元　勝　− 第１図第２図第３図第４図経過鍔間τ（ｈｒ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ハロゲン元素を含む気相および液相の雰囲気下の
金属腐食環境下において、腐食の発生・進展による気相
中液滴および液相中のハロゲンイオン濃度の増殖の時間
的変化をハロゲンイオンを含む溶液の色彩の濃度変化の
測定により求め、当該腐食環境下における金属の腐食の
発生および進展を検知することを特徴とする腐食検知方
法。
（２）前記溶液の色彩の変化を吸光光度法により計測す
ることを特徴とする請求項（１）記載の腐食検知方法。
（３）前記ハロゲン元素を含む気相の領域に前記腐食の
発生・進展を検知する機器の構成材料と同一の材料で作
製された気相部模擬液相部を構成するセルを設置し、こ
のセル内の液滴中の色彩の濃度変化を測定することを特
徴とする請求項（１）記載の腐食検知方法。