JPH0587305A - 蒸気発生器伝熱管及びその製造方法 - Google Patents
蒸気発生器伝熱管及びその製造方法Info
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- JPH0587305A JPH0587305A JP3251880A JP25188091A JPH0587305A JP H0587305 A JPH0587305 A JP H0587305A JP 3251880 A JP3251880 A JP 3251880A JP 25188091 A JP25188091 A JP 25188091A JP H0587305 A JPH0587305 A JP H0587305A
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- 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
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- Chemically Coating (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 ＰＷＲのＳＧ伝熱管に係り、アルカリ腐食損
傷によるトラブルを解決するための手段として、Ｆｅ基
合金から成るＳＧ伝熱管表面にＮｉ層を設けて成る二重
組織を有するものである。 【効果】 耐アルカリ腐食性に優れたＳＧ伝熱管が提供
でき、ひいてはＰＷＲプラントの信頼性が確保され更に
長寿命化を図ることができる。
傷によるトラブルを解決するための手段として、Ｆｅ基
合金から成るＳＧ伝熱管表面にＮｉ層を設けて成る二重
組織を有するものである。 【効果】 耐アルカリ腐食性に優れたＳＧ伝熱管が提供
でき、ひいてはＰＷＲプラントの信頼性が確保され更に
長寿命化を図ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加圧水型原子炉（以下
ＰＷＲと称する）用の蒸気発生器（以下ＳＧと称する）
伝熱管に係り、特にアルカリ濃縮による応力腐食割れ
（以下ＳＣＣと称する）等の腐食損傷を防止するために
好適な蒸気発生器伝熱管及びその製造方法に関する。
ＰＷＲと称する）用の蒸気発生器（以下ＳＧと称する）
伝熱管に係り、特にアルカリ濃縮による応力腐食割れ
（以下ＳＣＣと称する）等の腐食損傷を防止するために
好適な蒸気発生器伝熱管及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＰＷＲのＳＧ伝熱管にはＮｉ基合金やＦ
ｅ基合金が使用されている。ＳＧ伝熱管は、特に２次系
水処理に用いられるリン酸塩から遊離したアルカリまた
はスラッジの加水分解で生じたアルカリの濃縮によるア
ルカリＳＣＣに対して高い抵抗を有することが望まれて
いる。そのため、Ｎｉ基合金のインコネル６００では耐
ＳＣＣ性を向上させることを目的とした７０４℃、１５
ｈの特殊熱処理が開発され、実機へ適用される機運にあ
る。一方、Ｆｅ基合金の例えばインコロイ８００では耐
ＳＣＣ性と耐粒界腐食性を向上させるために、Ｃ≦０．
０３％、Ｔｉ／Ｃ≧１２、Ｔｉ／Ｃ＋Ｎ≧８とすること
や、管外表面に圧縮残留応力を付与するためのグラスビ
ード・ピーニングを施す等のことにより優れた諸特性を
確保するとされている。しかし反面、高温高圧アルカリ
腐食性と鋭敏化特性あるいは高温高圧純水ＳＣＣ性との
関連については必ずしも明確にされておらず、それらの
関連を明かにすることが、ＰＷＲプラントの信頼性と長
寿命化に係る重要研究の一つとされている。また、ＳＵ
Ｓ３０４オーステナイトステンレス鋼においてもＣ≦
０．０３％に規定することにより耐粒界腐食性と耐高温
高圧純水ＳＣＣ性の向上が図られている。また、特開昭
６３−２６６０８８号公報にインコネル管にＮｉ層を設
けることが記載されている。
ｅ基合金が使用されている。ＳＧ伝熱管は、特に２次系
水処理に用いられるリン酸塩から遊離したアルカリまた
はスラッジの加水分解で生じたアルカリの濃縮によるア
ルカリＳＣＣに対して高い抵抗を有することが望まれて
いる。そのため、Ｎｉ基合金のインコネル６００では耐
ＳＣＣ性を向上させることを目的とした７０４℃、１５
ｈの特殊熱処理が開発され、実機へ適用される機運にあ
る。一方、Ｆｅ基合金の例えばインコロイ８００では耐
ＳＣＣ性と耐粒界腐食性を向上させるために、Ｃ≦０．
０３％、Ｔｉ／Ｃ≧１２、Ｔｉ／Ｃ＋Ｎ≧８とすること
や、管外表面に圧縮残留応力を付与するためのグラスビ
ード・ピーニングを施す等のことにより優れた諸特性を
確保するとされている。しかし反面、高温高圧アルカリ
腐食性と鋭敏化特性あるいは高温高圧純水ＳＣＣ性との
関連については必ずしも明確にされておらず、それらの
関連を明かにすることが、ＰＷＲプラントの信頼性と長
寿命化に係る重要研究の一つとされている。また、ＳＵ
Ｓ３０４オーステナイトステンレス鋼においてもＣ≦
０．０３％に規定することにより耐粒界腐食性と耐高温
高圧純水ＳＣＣ性の向上が図られている。また、特開昭
６３−２６６０８８号公報にインコネル管にＮｉ層を設
けることが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらはいずれも鋭敏
化特性を向上させることがすなわち高温高圧純水中での
耐ＳＣＣ性を向上させるという考えに基づいて開発され
た技術である。しかし、耐粒界腐食性と耐高温高圧純水
ＳＣＣ性を兼ねそろえたＦｅ基合金であっても、ＰＷＲ
の２次系水質環境下で生じ得る高温高圧アルカリ濃縮水
溶液に接すると高温高圧純水中における腐食挙動とは異
なった応答を示すことを本発明者らは見い出した。すな
わち、Ｆｅ基合金は耐粒界腐食性や耐高温高圧純水ＳＣ
Ｃ性に優れた特性を有していても、高温高圧アルカリ濃
縮水溶液に接するとＳＣＣが生じ得る場合があるという
ことである。これは、アルカリ水溶液中での腐食反応が
高温高圧純水中での腐食反応とは異なっていることを示
唆している。アルカリ濃縮に起因するＳＧ伝熱管の腐食
損傷を解消するために、特開昭６２−１４６２８３号公
報では２次系におけるアルカリ濃縮を除去する方法とし
て、水素ガス又はヒドラジンを添加している。
化特性を向上させることがすなわち高温高圧純水中での
耐ＳＣＣ性を向上させるという考えに基づいて開発され
た技術である。しかし、耐粒界腐食性と耐高温高圧純水
ＳＣＣ性を兼ねそろえたＦｅ基合金であっても、ＰＷＲ
の２次系水質環境下で生じ得る高温高圧アルカリ濃縮水
溶液に接すると高温高圧純水中における腐食挙動とは異
なった応答を示すことを本発明者らは見い出した。すな
わち、Ｆｅ基合金は耐粒界腐食性や耐高温高圧純水ＳＣ
Ｃ性に優れた特性を有していても、高温高圧アルカリ濃
縮水溶液に接するとＳＣＣが生じ得る場合があるという
ことである。これは、アルカリ水溶液中での腐食反応が
高温高圧純水中での腐食反応とは異なっていることを示
唆している。アルカリ濃縮に起因するＳＧ伝熱管の腐食
損傷を解消するために、特開昭６２−１４６２８３号公
報では２次系におけるアルカリ濃縮を除去する方法とし
て、水素ガス又はヒドラジンを添加している。
【０００４】本発明の目的は、ＰＷＲの２次系水質を改
善することなく、耐アルカリ腐食性に優れたＳＧ伝熱管
及びその製造方法を提供することにある。
善することなく、耐アルカリ腐食性に優れたＳＧ伝熱管
及びその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、アルカリ濃縮環境に晒される蒸気発生器伝熱
管が、Ｆｅ基合金から成る基体と、この基体表面に設け
られた表面層とから成り、前記Ｆｅ基合金は、重量％
で、Ｎｉ：８〜４０％、Ｃｒ：１５〜２５％を含み、残
部がＦｅ及び不可避的不純物から成り、前記表面層はＮ
ｉ：６０％以上のＮｉ合金又はＮｉより成り、厚さが２
００μｍ以下であることを特徴とするものである。
本発明は、アルカリ濃縮環境に晒される蒸気発生器伝熱
管が、Ｆｅ基合金から成る基体と、この基体表面に設け
られた表面層とから成り、前記Ｆｅ基合金は、重量％
で、Ｎｉ：８〜４０％、Ｃｒ：１５〜２５％を含み、残
部がＦｅ及び不可避的不純物から成り、前記表面層はＮ
ｉ：６０％以上のＮｉ合金又はＮｉより成り、厚さが２
００μｍ以下であることを特徴とするものである。
【０００６】また本発明は、アルカリ濃縮環境に晒され
る蒸気発生器伝熱管が、Ｆｅ基合金から成る基体と、こ
の基体表面に設けられた表面層とから成り、前記Ｆｅ基
合金は、重量％で、Ｃ：０．１％以下、Ｃｒ：１５〜２
０％、Ｎｉ：８〜１５％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：
２．０％以下含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物か
ら成り、前記表面層はＮｉ：６０％以上のＮｉ合金又は
Ｎｉより成り、厚さが２００μｍ以下であることを特徴
とするものである。
る蒸気発生器伝熱管が、Ｆｅ基合金から成る基体と、こ
の基体表面に設けられた表面層とから成り、前記Ｆｅ基
合金は、重量％で、Ｃ：０．１％以下、Ｃｒ：１５〜２
０％、Ｎｉ：８〜１５％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：
２．０％以下含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物か
ら成り、前記表面層はＮｉ：６０％以上のＮｉ合金又は
Ｎｉより成り、厚さが２００μｍ以下であることを特徴
とするものである。
【０００７】また本発明は、アルカリ濃縮環境に晒され
る蒸気発生器伝熱管が、Ｆｅ基合金から成る基体と、こ
の基体表面に設けられた表面層とから成り、前記Ｆｅ基
合金は、重量％で、Ｃ：０．１％以下、Ｃｒ：１９〜２
３％、Ｎｉ：３０〜３５％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍ
ｎ：１．５％以下、Ｔｉ：０．１５〜０．６％、Ａｌ：
０．１５〜０．６％含有し、残部がＦｅ及び不可避的不
純物から成り、前記表面層はＮｉ：６０％以上のＮｉ合
金又はＮｉより成り、厚さが２００μｍ以下であること
を特徴とするものである。ここで、表面層はＣｒ：１０
〜４０％を含み、残部がＮｉ及び不可避的不純物よりな
るものがよい。
る蒸気発生器伝熱管が、Ｆｅ基合金から成る基体と、こ
の基体表面に設けられた表面層とから成り、前記Ｆｅ基
合金は、重量％で、Ｃ：０．１％以下、Ｃｒ：１９〜２
３％、Ｎｉ：３０〜３５％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍ
ｎ：１．５％以下、Ｔｉ：０．１５〜０．６％、Ａｌ：
０．１５〜０．６％含有し、残部がＦｅ及び不可避的不
純物から成り、前記表面層はＮｉ：６０％以上のＮｉ合
金又はＮｉより成り、厚さが２００μｍ以下であること
を特徴とするものである。ここで、表面層はＣｒ：１０
〜４０％を含み、残部がＮｉ及び不可避的不純物よりな
るものがよい。
【０００８】また本発明は、Ｆｅ基合金より成る管をベ
ンディングする工程と、その表面をピーニングする工程
と、ピーニングした部位にＮｉ：６０％以上のＮｉ合金
又はＮｉより成り厚さが２００μｍ以下の表面層を設け
る工程と、を含むことを特徴とする蒸気発生器伝熱管の
製造方法である。ここで、表面層の形成は純Ｎｉよりな
るジグからの二重管引き抜きによりなされるものがよ
い。または、表面層の形成は化学メッキ又は蒸着により
なされるものがよい。
ンディングする工程と、その表面をピーニングする工程
と、ピーニングした部位にＮｉ：６０％以上のＮｉ合金
又はＮｉより成り厚さが２００μｍ以下の表面層を設け
る工程と、を含むことを特徴とする蒸気発生器伝熱管の
製造方法である。ここで、表面層の形成は純Ｎｉよりな
るジグからの二重管引き抜きによりなされるものがよ
い。または、表面層の形成は化学メッキ又は蒸着により
なされるものがよい。
【０００９】
【作用】Ｎｉが６０％以上のＮｉ基合金でＦｅ基合金か
ら成る基体の表面を被ったことにより、アルカリ濃縮環
境に晒されても耐腐食性である。表面層の厚さは、単に
耐食性の点だけを考えた場合は、厚い程良好と言える
が、厚すぎると外力の作用により表面層が剥離しやすく
なる。特に化学メッキの場合、メッキ厚さに比例してメ
ッキ中に発生する水素量が増大し、メッキ層に水素が侵
入するためメッキ層の脆化感受性が高まる。そこで、表
面層の厚さは２００μｍ以下とした。
ら成る基体の表面を被ったことにより、アルカリ濃縮環
境に晒されても耐腐食性である。表面層の厚さは、単に
耐食性の点だけを考えた場合は、厚い程良好と言える
が、厚すぎると外力の作用により表面層が剥離しやすく
なる。特に化学メッキの場合、メッキ厚さに比例してメ
ッキ中に発生する水素量が増大し、メッキ層に水素が侵
入するためメッキ層の脆化感受性が高まる。そこで、表
面層の厚さは２００μｍ以下とした。
【００１０】次に成分の限定理由を説明する。第１の発
明においては、Ｎｉはオーステナイト相安定性及び耐食
性向上に有効な元素であり、８〜４０％が望ましい。Ｃ
ｒは１５％以下では強度及び耐食性が低下する。また、
２５％を越えると熱間加工性が低下するので１５〜２５
％が好ましい。
明においては、Ｎｉはオーステナイト相安定性及び耐食
性向上に有効な元素であり、８〜４０％が望ましい。Ｃ
ｒは１５％以下では強度及び耐食性が低下する。また、
２５％を越えると熱間加工性が低下するので１５〜２５
％が好ましい。
【００１１】第２の発明においては、Ｃは耐ＳＣＣ性に
有害な元素であり、その含有量は０．１％以下に制限す
る。特に０．０２〜０．０４％が好ましい。Ｃｒは耐食
性向上に必須の元素であるが、１５％以下ではその効果
が少ない。耐食性と良好な機械的性質を得るためには１
５〜２０％とする。Ｎｉはオーステナイト相安定性及び
耐ＳＣＣ性の点から８〜１５％とする。Ｓｉは脱酸元素
であり、溶製条件に応じて適宜量だけ添加されるが、
１．０％を越えると合金の清浄度を劣化させるので、
１．０％以下に制限する。特に、０．２〜０．７％が好
ましい。Ｍｎは溶解時の脱酸、脱硫に必要な元素である
が、多量の含有は耐食性を劣化させるので２．０％以下
とした。特に０．７〜１．３％が好ましい。
有害な元素であり、その含有量は０．１％以下に制限す
る。特に０．０２〜０．０４％が好ましい。Ｃｒは耐食
性向上に必須の元素であるが、１５％以下ではその効果
が少ない。耐食性と良好な機械的性質を得るためには１
５〜２０％とする。Ｎｉはオーステナイト相安定性及び
耐ＳＣＣ性の点から８〜１５％とする。Ｓｉは脱酸元素
であり、溶製条件に応じて適宜量だけ添加されるが、
１．０％を越えると合金の清浄度を劣化させるので、
１．０％以下に制限する。特に、０．２〜０．７％が好
ましい。Ｍｎは溶解時の脱酸、脱硫に必要な元素である
が、多量の含有は耐食性を劣化させるので２．０％以下
とした。特に０．７〜１．３％が好ましい。
【００１２】第３の発明においては、Ｃは耐ＳＣＣ性に
有害な元素であるので、その含有量は０．１％以下に制
限する。特に、０．０１〜０．０４％が好ましい。Ｃｒ
は耐食性向上に必須の元素である。好耐食性と良好な機
械的性質を得るためには１９〜２３％の含有が好まし
い。Ｎｉは耐食性向上に有効な元素であって、特に耐酸
性及びＣｌ~イオン含有高温水中における耐ＳＣＣ性を
向上させる。このためにはＮｉは３０〜３５％が好まし
い。Ｓｉは脱酸元素であり、溶製条件に応じて適宜量だ
け添加されるが、１．０％を越えると合金の清浄度を劣
化させるので、１．０％以下に制限する。特に、０．２
〜０．６％が好ましい。Ｍｎは溶解時の脱酸、脱硫に必
要な元素であるが、多量の含有は耐食性を劣化させるの
で１．５％以下とした。特に０．４〜１．０％が好まし
い。Ｔｉは安定化元素として添加するものである。Ｔｉ
を０．０５％以上添加することによって、所定の熱間加
工性を確保させる。一方、１．０％以上を越えるとその
効果が飽和するため、０．１５〜０．６％とした。Ａｌ
は脱酸元素であるが、０．１％未満ではその効果がな
い。一方、含有量が多すぎると耐ＳＣＣ性が低下するた
めＡｌは０．１５〜０．６％が好ましい。
有害な元素であるので、その含有量は０．１％以下に制
限する。特に、０．０１〜０．０４％が好ましい。Ｃｒ
は耐食性向上に必須の元素である。好耐食性と良好な機
械的性質を得るためには１９〜２３％の含有が好まし
い。Ｎｉは耐食性向上に有効な元素であって、特に耐酸
性及びＣｌ~イオン含有高温水中における耐ＳＣＣ性を
向上させる。このためにはＮｉは３０〜３５％が好まし
い。Ｓｉは脱酸元素であり、溶製条件に応じて適宜量だ
け添加されるが、１．０％を越えると合金の清浄度を劣
化させるので、１．０％以下に制限する。特に、０．２
〜０．６％が好ましい。Ｍｎは溶解時の脱酸、脱硫に必
要な元素であるが、多量の含有は耐食性を劣化させるの
で１．５％以下とした。特に０．４〜１．０％が好まし
い。Ｔｉは安定化元素として添加するものである。Ｔｉ
を０．０５％以上添加することによって、所定の熱間加
工性を確保させる。一方、１．０％以上を越えるとその
効果が飽和するため、０．１５〜０．６％とした。Ａｌ
は脱酸元素であるが、０．１％未満ではその効果がな
い。一方、含有量が多すぎると耐ＳＣＣ性が低下するた
めＡｌは０．１５〜０．６％が好ましい。
【００１３】また、表面層において、Ｃｒは良好な耐食
性と良好な機械的性質を得るうえで、１０〜４０％が好
ましい。本発明のＮｉ層の厚さは５０〜１５０μｍが好
ましく、被覆層を設けた後の拡散熱処理（８００〜１１
００℃）は必要に応じて行うことができる。特に熱処理
を行うことなく用いることができる。
性と良好な機械的性質を得るうえで、１０〜４０％が好
ましい。本発明のＮｉ層の厚さは５０〜１５０μｍが好
ましく、被覆層を設けた後の拡散熱処理（８００〜１１
００℃）は必要に応じて行うことができる。特に熱処理
を行うことなく用いることができる。
【００１４】
【実施例】先ず、本発明を概略的に説明する。図２及び
図３はＰＷＲ蒸気発生器と伝熱管支持構造の例を示す。
図において、１は伝熱管、２は管板を示す。図４は伝熱
管１が管板２に支持されている部分の断面図を示す。伝
熱管１の拡管部３が管板２の孔４に固定されて支持され
ている。５は孔４と伝熱管１との隙間に堆積したスラッ
ジを示し、このスラッジ５内でアルカリ濃縮が起こる。
従来はこの部分でアルカリ濃縮による腐食が発生してい
た。本発明の伝熱管１の断面図を図５に示す。Ｆｅ基合
金より成る基体６に、Ｎｉ：６０％以上の表面層７が設
けられている。この表面層７の厚さは２００μｍ以下で
ある。また、本発明の表面層７形成の具体的手法とし
て、（ａ）化学メッキ法、（ｂ）蒸着法及び（ｃ）二重
管引き抜き法の概要を図６乃至図８に示す。本手法はＳ
Ｇ伝熱管１の製造工程において、最終熱処理を施した後
または最終熱処理後のベンディング加工後にピーニング
処理を施し、ピーニング処理を施した部位に適用すれば
より効果的である。これらの技術によりＳＧ伝熱管１の
表面にＮｉ層（Ｎｉ≧６０ｗｔ％）よりなる表面層７を
均一に形成させれば耐アルカリ腐食性に優れたＳＧ伝熱
管が得られる。また、本発明はＰＷＲのＳＧ伝熱管のみ
ならず、ＢＷＲの隙間形成部（隙間環境部）で起こり得
るＰＨが低下（ＰＨ＜６）した環境で使用される機器部
材や類似の環境下で使用される原子力プラントまたはボ
イラ等の機器部材にも応用できる。
図３はＰＷＲ蒸気発生器と伝熱管支持構造の例を示す。
図において、１は伝熱管、２は管板を示す。図４は伝熱
管１が管板２に支持されている部分の断面図を示す。伝
熱管１の拡管部３が管板２の孔４に固定されて支持され
ている。５は孔４と伝熱管１との隙間に堆積したスラッ
ジを示し、このスラッジ５内でアルカリ濃縮が起こる。
従来はこの部分でアルカリ濃縮による腐食が発生してい
た。本発明の伝熱管１の断面図を図５に示す。Ｆｅ基合
金より成る基体６に、Ｎｉ：６０％以上の表面層７が設
けられている。この表面層７の厚さは２００μｍ以下で
ある。また、本発明の表面層７形成の具体的手法とし
て、（ａ）化学メッキ法、（ｂ）蒸着法及び（ｃ）二重
管引き抜き法の概要を図６乃至図８に示す。本手法はＳ
Ｇ伝熱管１の製造工程において、最終熱処理を施した後
または最終熱処理後のベンディング加工後にピーニング
処理を施し、ピーニング処理を施した部位に適用すれば
より効果的である。これらの技術によりＳＧ伝熱管１の
表面にＮｉ層（Ｎｉ≧６０ｗｔ％）よりなる表面層７を
均一に形成させれば耐アルカリ腐食性に優れたＳＧ伝熱
管が得られる。また、本発明はＰＷＲのＳＧ伝熱管のみ
ならず、ＢＷＲの隙間形成部（隙間環境部）で起こり得
るＰＨが低下（ＰＨ＜６）した環境で使用される機器部
材や類似の環境下で使用される原子力プラントまたはボ
イラ等の機器部材にも応用できる。
【００１５】実施例１ 以下、本発明の実施例１により詳しく説明する。供試材
は４ヒートのＳＧ用伝熱管（試料Ｎｏ．１〜４）で表１
に化学組成を示す。試料Ｎｏ．１とＮｏ．２はＦｅ基合
金、試料Ｎｏ．３とＮｏ．４はＮｉ基合金で、これらは
いずれも市販材である。実験には試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．
４の受入れ材と受入れ後５５０℃×１００ｈの真空熱処
理（強鋭敏化処理）を施した熱処理材を供した。
は４ヒートのＳＧ用伝熱管（試料Ｎｏ．１〜４）で表１
に化学組成を示す。試料Ｎｏ．１とＮｏ．２はＦｅ基合
金、試料Ｎｏ．３とＮｏ．４はＮｉ基合金で、これらは
いずれも市販材である。実験には試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．
４の受入れ材と受入れ後５５０℃×１００ｈの真空熱処
理（強鋭敏化処理）を施した熱処理材を供した。
【００１６】
【表１】
【００１７】試験条件は次に示すとおりである。
【００１８】 試験液…………………１０％ＮａＯＨ，非脱気 試験温度………………２８８℃ 試験圧力………………８５Ｋｇ／ｃｍ2 試験時間………………５００ｈ（浸漬） 試験片…………………Ｕベンド試験片 付与ひずみ……………約８．０％ なお、本供試材は高温高圧純水中において、いずれも優
れた耐ＳＣＣ性を有している。図１に試験結果をまとめ
て示す。アルカリＳＣＣは熱処理の有無によらず、試料
Ｎｏ．１と試料Ｎｏ．２に認められ、その割れ率はＮｉ
含有量に依存し、Ｎｉ量が多くなるにつれて低下するこ
とが知られた。また、６０ｗｔ％以上のＮｉ量を含む試
料Ｎｏ．３とＮｏ．４は熱処理の有無によらず、いずれ
の場合においても優れた耐アルカリＳＣＣ性が示され
た。本実験より、高温高圧アルカリＳＣＣ感受性は、鋭
敏化の程度によらず材料のＮｉ含有量に依存し、Ｎｉ含
有量が多くなるほど低下することが明らかとなった。
れた耐ＳＣＣ性を有している。図１に試験結果をまとめ
て示す。アルカリＳＣＣは熱処理の有無によらず、試料
Ｎｏ．１と試料Ｎｏ．２に認められ、その割れ率はＮｉ
含有量に依存し、Ｎｉ量が多くなるにつれて低下するこ
とが知られた。また、６０ｗｔ％以上のＮｉ量を含む試
料Ｎｏ．３とＮｏ．４は熱処理の有無によらず、いずれ
の場合においても優れた耐アルカリＳＣＣ性が示され
た。本実験より、高温高圧アルカリＳＣＣ感受性は、鋭
敏化の程度によらず材料のＮｉ含有量に依存し、Ｎｉ含
有量が多くなるほど低下することが明らかとなった。
【００１９】図１中には本発明の効果を確認するために
試料Ｎｏ．１と試料Ｎｏ．２に対して、化学メッキ法に
より試験面に１００％のＮｉ層を、メッキ厚１００μｍ
で形成させた試料（○）と化学メッキ処理後に真空中で
５５０℃×１００ｈ処理を施した試料（△）の試験結果
を併記した。本発明により、高温高圧下における試料Ｎ
ｏ．１及び試料Ｎｏ．２のアルカリＳＣＣは、鋭敏化処
理の有（△）無（○）によらず、試験片表面にＮｉ合金
層を形成させることにより、完全に防止することができ
ることを確認した。
試料Ｎｏ．１と試料Ｎｏ．２に対して、化学メッキ法に
より試験面に１００％のＮｉ層を、メッキ厚１００μｍ
で形成させた試料（○）と化学メッキ処理後に真空中で
５５０℃×１００ｈ処理を施した試料（△）の試験結果
を併記した。本発明により、高温高圧下における試料Ｎ
ｏ．１及び試料Ｎｏ．２のアルカリＳＣＣは、鋭敏化処
理の有（△）無（○）によらず、試験片表面にＮｉ合金
層を形成させることにより、完全に防止することができ
ることを確認した。
【００２０】これらの結果は、高温高圧アルカリ水溶液
中での腐食挙動が材料のＮｉ含有量に依存し、かつアル
カリ中での耐食性向上にはＮｉ含有量の寄与が著しいこ
とを示している。この場合、ＳＧ伝熱管表面のＮｉ含有
量は１００ｗｔ％が好ましいが、図１より耐アルカリＳ
ＣＣ性の向上効果は、Ｎｉ≧６０ｗｔ％でも良好に示さ
れることから、Ｎｉ合金層のＮｉ含有量はＮｉ≧６０ｗ
ｔ％でその効果が十分発揮できる。
中での腐食挙動が材料のＮｉ含有量に依存し、かつアル
カリ中での耐食性向上にはＮｉ含有量の寄与が著しいこ
とを示している。この場合、ＳＧ伝熱管表面のＮｉ含有
量は１００ｗｔ％が好ましいが、図１より耐アルカリＳ
ＣＣ性の向上効果は、Ｎｉ≧６０ｗｔ％でも良好に示さ
れることから、Ｎｉ合金層のＮｉ含有量はＮｉ≧６０ｗ
ｔ％でその効果が十分発揮できる。
【００２１】以上のことから、ＰＷＲの２次系水質環境
下で使用されるＦｅ基合金製機器部材は表面にＮｉ合金
層を形成させて二重組織構造とすることにより、耐アル
カリ腐食性が著しく向上されることが確保できた。
下で使用されるＦｅ基合金製機器部材は表面にＮｉ合金
層を形成させて二重組織構造とすることにより、耐アル
カリ腐食性が著しく向上されることが確保できた。
【００２２】実施例２ 供試材は、３ヒートのＳＧ用伝熱管（試料Ｎｏ．５〜
７）で表２に化学組成を示す。
７）で表２に化学組成を示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】実験条件は先の実施例１における場合とほ
ぼ同様であるが、この場合試験液を２０％ＮａＯＨとし
た。図５を用いて説明すると、（ａ）化学メッキ法、
（ｂ）蒸着法及び（ｃ）二重管引き抜き法（ジグ８を６
０Ｎｉ−４０Ｃｒと８０Ｎｉ−２０Ｃｒにした場合）に
より、Ｎｉ又はＮｉ合金層を形成させた供試材の管断面
を示す。管外表面層が本発明により形成させたＮｉ合金
層である。表３は本発明を施した試料（試料Ｎｏ．５〜
７）と本発明を施さない試料の２０％ＮａＯＨ試験結果
を示す。本発明材は二重管引き抜き法の（６０Ｎｉ−４
０Ｃｒのジグ使用）の場合に５％程度の軽微な割れの発
生が認められたが、（ａ）化学メッキ法、（ｂ）蒸着法
及び二重管引き抜き法（８０Ｎｉ−２０Ｃｒのジグ使
用）によりＮｉ合金層を形成させれば、アルカリＳＣＣ
が全く認められない。一方、本発明を施さない試料は、
いずれの場合においてもアルカリＳＣＣが認められ、割
れ率はＮｉ量が多いほど低下する傾向が示された。
ぼ同様であるが、この場合試験液を２０％ＮａＯＨとし
た。図５を用いて説明すると、（ａ）化学メッキ法、
（ｂ）蒸着法及び（ｃ）二重管引き抜き法（ジグ８を６
０Ｎｉ−４０Ｃｒと８０Ｎｉ−２０Ｃｒにした場合）に
より、Ｎｉ又はＮｉ合金層を形成させた供試材の管断面
を示す。管外表面層が本発明により形成させたＮｉ合金
層である。表３は本発明を施した試料（試料Ｎｏ．５〜
７）と本発明を施さない試料の２０％ＮａＯＨ試験結果
を示す。本発明材は二重管引き抜き法の（６０Ｎｉ−４
０Ｃｒのジグ使用）の場合に５％程度の軽微な割れの発
生が認められたが、（ａ）化学メッキ法、（ｂ）蒸着法
及び二重管引き抜き法（８０Ｎｉ−２０Ｃｒのジグ使
用）によりＮｉ合金層を形成させれば、アルカリＳＣＣ
が全く認められない。一方、本発明を施さない試料は、
いずれの場合においてもアルカリＳＣＣが認められ、割
れ率はＮｉ量が多いほど低下する傾向が示された。
【００２５】
【表３】
【００２６】この様に、本発明によれば実施例１の場合
と同様に、耐アルカリＳＣＣ性の向上効果は、Ｎｉ≧６
０ｗｔ％でその効果が十分に発揮でき、Ｎｉ合金層を形
成させて二重組織構造とすることにより著しい耐アルカ
リＳＣＣ性の改善が図れることを確認した。この場合、
Ｎｉ合金層の厚さは１μｍ以上でその効果が示される
が、剥離防止の点から１０μｍ〜２００μｍが好適であ
る。
と同様に、耐アルカリＳＣＣ性の向上効果は、Ｎｉ≧６
０ｗｔ％でその効果が十分に発揮でき、Ｎｉ合金層を形
成させて二重組織構造とすることにより著しい耐アルカ
リＳＣＣ性の改善が図れることを確認した。この場合、
Ｎｉ合金層の厚さは１μｍ以上でその効果が示される
が、剥離防止の点から１０μｍ〜２００μｍが好適であ
る。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、ＰＷＲ用ＳＧ伝熱管の
Ｆｅ基合金基体の表面にＮｉ合金層を形成したので、Ｐ
ＷＲ２次系水質環境下で高温高圧アルカリ濃縮水溶液に
接しても耐アルカリ腐食性に優れたＳＧ伝熱管が提供で
き、ひいては原子炉プラントの長寿命化を図ることがで
きる。
Ｆｅ基合金基体の表面にＮｉ合金層を形成したので、Ｐ
ＷＲ２次系水質環境下で高温高圧アルカリ濃縮水溶液に
接しても耐アルカリ腐食性に優れたＳＧ伝熱管が提供で
き、ひいては原子炉プラントの長寿命化を図ることがで
きる。
【図１】本発明に係る表面層のＮｉ量と割れ率との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明に係るＰＷＲ蒸気発生器の概略図であ
る。
る。
【図３】本発明に係る伝熱管支持構造の概略図である。
【図４】図３の要部拡大断面図である。
【図５】本発明に係る伝熱管の断面図である。
【図６】本発明に係る表面層の形成方法を示す構成図で
ある。
ある。
【図７】本発明に係る表面層の形成方法を示す構成図で
ある。
ある。
【図８】（Ａ）は本発明に係る表面層の形成方法を示す
概略構成図、（Ｂ）はその側面図である。
概略構成図、（Ｂ）はその側面図である。
１ 伝熱管 ２ 管板 ３ 拡管部 ５ スラッジ ６ 基体（Ｆｅ基合金） ７ 表面層 ８ ジグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 14/16 8414−4Ｋ 18/32 8414−4Ｋ Ｇ２１Ｄ 1/00 // Ｂ２３Ｋ 20/00 ３６０ Ａ 9264−4Ｅ Ｄ 9264−4Ｅ (72)発明者 泉谷 雅清 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】 アルカリ濃縮環境に晒される蒸気発生器
伝熱管が、Ｆｅ基合金から成る基体と、この基体表面に
設けられた表面層とから成り、前記Ｆｅ基合金は、重量
％で、Ｎｉ：８〜４０％、Ｃｒ：１５〜２５％を含み、
残部がＦｅ及び不可避的不純物から成り、前記表面層は
Ｎｉ：６０％以上のＮｉ合金又はＮｉより成り、厚さが
２００μｍ以下であることを特徴とする蒸気発生器伝熱
管。 - 【請求項２】 アルカリ濃縮環境に晒される蒸気発生器
伝熱管が、Ｆｅ基合金から成る基体と、この基体表面に
設けられた表面層とから成り、前記Ｆｅ基合金は、重量
％で、Ｃ：０．１％以下、Ｃｒ：１５〜２０％、Ｎｉ：
８〜１５％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下
含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物から成り、前記
表面層はＮｉ：６０％以上のＮｉ合金又はＮｉより成
り、厚さが２００μｍ以下であることを特徴とする蒸気
発生器伝熱管。 - 【請求項３】 アルカリ濃縮環境に晒される蒸気発生器
伝熱管が、Ｆｅ基合金から成る基体と、この基体表面に
設けられた表面層とから成り、前記Ｆｅ基合金は、重量
％で、Ｃ：０．１％以下、Ｃｒ：１９〜２３％、Ｎｉ：
３０〜３５％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１．５％以
下、Ｔｉ：０．１５〜０．６％、Ａｌ：０．１５〜０．
６％含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物から成り、
前記表面層はＮｉ：６０％以上のＮｉ合金又はＮｉより
成り、厚さが２００μｍ以下であることを特徴とする蒸
気発生器伝熱管。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、表面
層はＣｒ：１０〜４０％を含み、残部がＮｉ及び不可避
的不純物よりなることを特徴とする蒸気発生器伝熱管。 - 【請求項５】 Ｆｅ基合金より成る管をベンディングす
る工程と、その表面をピーニングする工程と、ピーニン
グした部位にＮｉ：６０％以上のＮｉ合金又はＮｉより
成り厚さが２００μｍ以下の表面層を設ける工程と、を
含むことを特徴とする蒸気発生器伝熱管の製造方法。 - 【請求項６】 請求項５において、表面層の形成は純Ｎ
ｉよりなるジグからの二重管引き抜きによりなされるこ
とを特徴とする蒸気発生器伝熱管の製造方法。 - 【請求項７】 請求項５において、表面層の形成は化学
メッキ又は蒸着によりなされることを特徴とする蒸気発
生器伝熱管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3251880A JPH0587305A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 蒸気発生器伝熱管及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3251880A JPH0587305A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 蒸気発生器伝熱管及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587305A true JPH0587305A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=17229317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3251880A Pending JPH0587305A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 蒸気発生器伝熱管及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0587305A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011093059A1 (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-04 | 住友金属工業株式会社 | 原子力プラント用金属管の熱処理方法、およびそれに用いるバッチ式真空熱処理炉、並びにそれにより処理された原子力プラント用金属管 |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP3251880A patent/JPH0587305A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011093059A1 (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-04 | 住友金属工業株式会社 | 原子力プラント用金属管の熱処理方法、およびそれに用いるバッチ式真空熱処理炉、並びにそれにより処理された原子力プラント用金属管 |
| JP4858659B2 (ja) * | 2010-01-28 | 2012-01-18 | 住友金属工業株式会社 | 原子力プラント用金属管の熱処理方法、およびそれに用いるバッチ式真空熱処理炉、並びにそれにより処理された原子力プラント用金属管 |
| CN102741938A (zh) * | 2010-01-28 | 2012-10-17 | 住友金属工业株式会社 | 核电站用金属管的热处理方法及在该方法中使用的间歇式真空热处理炉以及利用该方法处理的核电站用金属管 |
| KR101493574B1 (ko) * | 2010-01-28 | 2015-02-13 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 원자력 플랜트용 금속관의 열처리 방법, 및 그에 이용하는 배치식 진공 열처리로, 및 그에 의해 처리된 원자력 플랜트용 금속관 |
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