JPH07167821A - 電気化学モニター - Google Patents
電気化学モニターInfo
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- JPH07167821A JPH07167821A JP5315227A JP31522793A JPH07167821A JP H07167821 A JPH07167821 A JP H07167821A JP 5315227 A JP5315227 A JP 5315227A JP 31522793 A JP31522793 A JP 31522793A JP H07167821 A JPH07167821 A JP H07167821A
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- pipe
- semiconductor
- electrochemical
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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
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温高圧水の水素イオン濃度等を検出可能と
する。 【構成】 高温高圧水の流入を可能とする絶縁管状の筐
体内に収納され、対極を介して配設される照合電極と半
導体電極３とを備え、前記高温高圧水の少なくとも水素
イオン濃度を検出する電気化学モニターであって、半導
体電極３は、ＴｉＯ2又はＺｒＯ2よりなる半導体１１に
銅を電極端子１２として拡散接合し、拡散接合した部分
以外の表面全体を絶縁被覆して形成される。 【効果】 高温高圧水中の水素イオン濃度を計測するこ
とにより、金属の腐食量が水素発生量に従うため腐食の
監視及び金属の水素吸収量が推定できる。さらに、腐食
電位及びインピーダンスの計測値より金属の腐食速度が
推定できる。
する。 【構成】 高温高圧水の流入を可能とする絶縁管状の筐
体内に収納され、対極を介して配設される照合電極と半
導体電極３とを備え、前記高温高圧水の少なくとも水素
イオン濃度を検出する電気化学モニターであって、半導
体電極３は、ＴｉＯ2又はＺｒＯ2よりなる半導体１１に
銅を電極端子１２として拡散接合し、拡散接合した部分
以外の表面全体を絶縁被覆して形成される。 【効果】 高温高圧水中の水素イオン濃度を計測するこ
とにより、金属の腐食量が水素発生量に従うため腐食の
監視及び金属の水素吸収量が推定できる。さらに、腐食
電位及びインピーダンスの計測値より金属の腐食速度が
推定できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＢＷＲ及びＡＴＲ等の
原子炉に係り、特に、炉心部に相当する圧力管や配管内
表面の腐食評価技術、または一次冷却水中の水素イオン
濃度を測定して水素注入量の制御に寄与するのに好適な
電気化学モニターに関する。、
原子炉に係り、特に、炉心部に相当する圧力管や配管内
表面の腐食評価技術、または一次冷却水中の水素イオン
濃度を測定して水素注入量の制御に寄与するのに好適な
電気化学モニターに関する。、
【０００２】
【従来の技術】従来の水素イオン濃度を測定する技術が
電気化学便覧の２７９頁〜２８５頁（１９６４）に記載
されている。この従来技術は耐熱性に制限があり、２８
８℃の高温高圧水の環境では使用に耐えない。また高温
高圧水のｐＨを半導体電極を用いて半導体電極のフラッ
トバンド電位を直接測定することによりｐＨを決める試
みが防食技術、ｖｏｌ．３４、１３２頁〜１３４頁（１
９８５）に報告された。この従来技術は、半導体電極の
半導体と電気伝導用電極とをインジウム合金で接続して
いるが、インジウム合金の溶融温度は約１３２℃である
ため、２８８℃の高温高圧水の環境ではインジウム合金
が溶解して半導体と電気伝導用電極のオーミックコンタ
クト（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ）がとれなくなる。
また、照合電極室の電解液も高温高圧水の環境では容易
に外部に漏れだす恐れがあるが、継続的に補給する手段
等の実用上の重要な要素が開示されていない。
電気化学便覧の２７９頁〜２８５頁（１９６４）に記載
されている。この従来技術は耐熱性に制限があり、２８
８℃の高温高圧水の環境では使用に耐えない。また高温
高圧水のｐＨを半導体電極を用いて半導体電極のフラッ
トバンド電位を直接測定することによりｐＨを決める試
みが防食技術、ｖｏｌ．３４、１３２頁〜１３４頁（１
９８５）に報告された。この従来技術は、半導体電極の
半導体と電気伝導用電極とをインジウム合金で接続して
いるが、インジウム合金の溶融温度は約１３２℃である
ため、２８８℃の高温高圧水の環境ではインジウム合金
が溶解して半導体と電気伝導用電極のオーミックコンタ
クト（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ）がとれなくなる。
また、照合電極室の電解液も高温高圧水の環境では容易
に外部に漏れだす恐れがあるが、継続的に補給する手段
等の実用上の重要な要素が開示されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来より２８８℃の高
温高圧水が流れる配管等では、安定して水中の水素イオ
ン濃度、配管の腐食電位及びインピーダンスの測定が行
えることが重要である。高温高圧水の環境で安定して水
中の水素濃度を測定することにより、この環境における
腐食反応の変化を推定することが可能となる。配管の腐
食電位及びインピーダンスの測定を行うことにより、配
管表面の腐食や酸化皮膜の成長もしくは剥離を推定する
こととが可能であるが、このような目的に対応する電気
化学モニターは従来技術の中には見当らない。
温高圧水が流れる配管等では、安定して水中の水素イオ
ン濃度、配管の腐食電位及びインピーダンスの測定が行
えることが重要である。高温高圧水の環境で安定して水
中の水素濃度を測定することにより、この環境における
腐食反応の変化を推定することが可能となる。配管の腐
食電位及びインピーダンスの測定を行うことにより、配
管表面の腐食や酸化皮膜の成長もしくは剥離を推定する
こととが可能であるが、このような目的に対応する電気
化学モニターは従来技術の中には見当らない。
【０００４】本発明の目的は、２８８℃の高温高圧水の
環境で安定して水中の水素濃度、配管の腐食電位及びイ
ンピーダンス等の測定が行える電気化学モニターを提供
することにある。
環境で安定して水中の水素濃度、配管の腐食電位及びイ
ンピーダンス等の測定が行える電気化学モニターを提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る電気化学モニターは、配管内を流れる
高温高圧水の流入を可能とする絶縁管状の筐体と、筐体
内に収納され対極を介して配設される照合電極及び半導
体電極とを備え、高温高圧水の少なくとも水素イオン濃
度を検出する電気化学モニターにおいて、半導体電極
は、ＴｉＯ2又はＺｒＯ2よりなる半導体に銅を電極端子
として拡散接合し、拡散接合した部分以外の表面全体を
絶縁被覆して形成される構成とする。
め、本発明に係る電気化学モニターは、配管内を流れる
高温高圧水の流入を可能とする絶縁管状の筐体と、筐体
内に収納され対極を介して配設される照合電極及び半導
体電極とを備え、高温高圧水の少なくとも水素イオン濃
度を検出する電気化学モニターにおいて、半導体電極
は、ＴｉＯ2又はＺｒＯ2よりなる半導体に銅を電極端子
として拡散接合し、拡散接合した部分以外の表面全体を
絶縁被覆して形成される構成とする。
【０００６】そして照合電極と対極とは、配管内表面の
腐食速度及び酸化皮膜厚さを推定させる該配管内表面の
インピーダンスを測定するものである構成でもよい。
腐食速度及び酸化皮膜厚さを推定させる該配管内表面の
インピーダンスを測定するものである構成でもよい。
【０００７】また照合電極は、銀ー塩化銀電極の銀板面
に介在され電極液に電解質として必要な塩類を供給可能
なセラミックスリングと、セラミックスリングに対向し
逆浸透膜作用を有するセラミックス製フイルタとを容器
内に収納し、絶縁固定板で保持して形成される密封空間
に電極液を充填してなる構成でもよい。
に介在され電極液に電解質として必要な塩類を供給可能
なセラミックスリングと、セラミックスリングに対向し
逆浸透膜作用を有するセラミックス製フイルタとを容器
内に収納し、絶縁固定板で保持して形成される密封空間
に電極液を充填してなる構成でもよい。
【０００８】さらに半導体電極の電極端子を開路とし、
配管に接続した導電端子と照合電極及び対極との間に一
定電位の低周波交流電場を印加して得られるインピーダ
ンスにより、配管の酸化被膜成長を検出するものである
構成でもよい。
配管に接続した導電端子と照合電極及び対極との間に一
定電位の低周波交流電場を印加して得られるインピーダ
ンスにより、配管の酸化被膜成長を検出するものである
構成でもよい。
【０００９】そして半導体電極の電極端子を開路とし、
配管に接続した導電端子と照合電極との間の電位を検出
することにより、配管の腐食状態を評価するものである
構成でもよい。
配管に接続した導電端子と照合電極との間の電位を検出
することにより、配管の腐食状態を評価するものである
構成でもよい。
【００１０】また半導体電極の電極端子を開路とし、配
管に接続した導電端子と照合電極及び対極との間で分極
測定を行うことにより、配管の腐食状態を評価するもの
である構成でもよい。
管に接続した導電端子と照合電極及び対極との間で分極
測定を行うことにより、配管の腐食状態を評価するもの
である構成でもよい。
【００１１】さらに半導体電極は、ＴｉＯ2よりなる半
導体を導電端子と接続する際、仕事関数の近い実用材料
をスペーサーに用いて拡散接合により接続する構成でも
よい。
導体を導電端子と接続する際、仕事関数の近い実用材料
をスペーサーに用いて拡散接合により接続する構成でも
よい。
【００１２】そして防食方法においては、前記いずれか
一つの電気化学モニターを用い、定期的に配管内表面又
は容器表面のインピーダンスを測定して腐食を監視する
構成とする。
一つの電気化学モニターを用い、定期的に配管内表面又
は容器表面のインピーダンスを測定して腐食を監視する
構成とする。
【００１３】また原子炉一次冷却系システムにおいて
は、前記いずれか一つの電気化学モニターを備え、配管
の応力腐食を防止して高温高圧水に注入される水素注入
量と水素イオン濃度との関係を求め、その関係より前記
水素注入量を制御する手段を具備した構成とする。
は、前記いずれか一つの電気化学モニターを備え、配管
の応力腐食を防止して高温高圧水に注入される水素注入
量と水素イオン濃度との関係を求め、その関係より前記
水素注入量を制御する手段を具備した構成とする。
【００１４】
【作用】本発明によれば、半導体電極はＴｉＯ2もしく
はＺｒＯ2よりなるｎ型半導体と呼ばれるものである。
ｎ型半導体電極による水素イオン濃度測定の基本的な考
え方について説明する。半導体電極を水溶液に浸漬する
と、その表面に水酸基が配向する。この水酸基は（化
１）及び（化２）式に示す酸・塩基解離反応を生じる。
はＺｒＯ2よりなるｎ型半導体と呼ばれるものである。
ｎ型半導体電極による水素イオン濃度測定の基本的な考
え方について説明する。半導体電極を水溶液に浸漬する
と、その表面に水酸基が配向する。この水酸基は（化
１）及び（化２）式に示す酸・塩基解離反応を生じる。
【００１５】
【化１】
【００１６】
【化２】
【００１７】これらの反応が平衡状態にある場合、半導
体電極と水溶液境界面の電気二重層の電位差φはｐＨと
の関係において（化３）式のように−２.３ＲＴ／Ｆの
勾配を示すことが知られている（ディ．ディ．マクドナ
ルド，ピー．アール．，エイ．シイ．スコット；ジャー
ナル オブ エレクトロケミカル ソシエティ １２７
１７４５（１９８２）（D.D.Mackdonald,P.R.Wentrce
k,A.C.Scott;Journalof Electrochemical Society 127
1745(1982)参照）。
体電極と水溶液境界面の電気二重層の電位差φはｐＨと
の関係において（化３）式のように−２.３ＲＴ／Ｆの
勾配を示すことが知られている（ディ．ディ．マクドナ
ルド，ピー．アール．，エイ．シイ．スコット；ジャー
ナル オブ エレクトロケミカル ソシエティ １２７
１７４５（１９８２）（D.D.Mackdonald,P.R.Wentrce
k,A.C.Scott;Journalof Electrochemical Society 127
1745(1982)参照）。
【００１８】
【化３】
【００１９】ここで、Ｒ： ガス定数 Ｔ： 温度 Ｆ： ファラデー定数 電位差φは、半導体電極のフラットバンド電位Ｅfbが変
化するため、半導体電極のフラットバンド電位Ｅfbを測
定することによりｐＨを知ることが可能である。半導体
電極のフラットバンド電位Ｅfbの測定は、絶縁管状の筐
体内に設置した照合電極と対極とにより電位走引して得
られるインピーダンスの容量成分ｊωＣから求められ
る。すなわち、半導体電極に印加した電位の変化に対応
したインピーダンスの容量成分ｊωＣの勾配からｊωＣ
→０となる電位が半導体電極のフラットバンド電位Ｅfb
に相当する。このようにして得られたフラットバンド電
位ＥfbはｐＨと直線関係を示すからｐＨがわかる。
化するため、半導体電極のフラットバンド電位Ｅfbを測
定することによりｐＨを知ることが可能である。半導体
電極のフラットバンド電位Ｅfbの測定は、絶縁管状の筐
体内に設置した照合電極と対極とにより電位走引して得
られるインピーダンスの容量成分ｊωＣから求められ
る。すなわち、半導体電極に印加した電位の変化に対応
したインピーダンスの容量成分ｊωＣの勾配からｊωＣ
→０となる電位が半導体電極のフラットバンド電位Ｅfb
に相当する。このようにして得られたフラットバンド電
位ＥfbはｐＨと直線関係を示すからｐＨがわかる。
【００２０】本発明の電気化学モニターにおいて、照合
電極は、対極から半導体電極に印加する電位を決定する
ための基準となるものであるとともに、金属配管表面の
電位を決める基準である。その機能は銀ー塩化銀電極で
ある（電気化学便覧参照）。
電極は、対極から半導体電極に印加する電位を決定する
ための基準となるものであるとともに、金属配管表面の
電位を決める基準である。その機能は銀ー塩化銀電極で
ある（電気化学便覧参照）。
【００２１】
【実施例】本発明の一実施例を図１を参照しながら説明
する。図１に示すように、電気化学モニターは外部から
水溶液が容易に入るように細孔をあけた絶縁管状の筐体
１の中に照合電極体２と、半導体電極体３及び対極４を
絶縁状態に設置したものである。絶縁管状の筐体１は高
温高圧水に耐えるべく非磁性金属の表面にセラミックコ
ーティングが施されている。筐体１の中に設置された照
合電極体２の構造は基本的に銀ー塩化銀電極であり、図
２に示すように、銀板上に塩化銀を形成させた銀ー塩化
銀電極５の一端に電気伝導用銅線６が接続されている。
銀ー塩化銀電極５の銀板面に電極液に必要な電解質とし
てＫＣｌを継続的に供給可能なセラミックスリング７を
介在させて逆浸透膜作用を有するセラミックス製フイル
タ８を被せた。これらは表面をセラミックコーティング
により絶縁管状とした容器９に設置した後に蓋（絶縁固
定板）１０をボルトにより固定した。その後全表面をセ
ラミックコーティングにより絶縁処理を行った。照合電
極体２に水溶液はセラミックス製フイルタ８からセラミ
ックス製フイルタ８と銀ー塩化銀電極５とで形成してい
る空間に浸潤する。それとともにこの空間にセラミック
スリング７からＫＣｌが溶出して照合電極体２は銀ー塩
化銀電極として機能が生じる。セラミックスリングは、
Ａｌ2Ｏ3が１０〜３０％、ＳｉＯ2が５０〜７５％でＫ
Ｃｌを５％混合し、Ａｌ2Ｏ3及びＳｉＯ2をガラス化し
たものであり、ガラスの微細孔よりＫＣｌが次第に溶出
するようになっている。
する。図１に示すように、電気化学モニターは外部から
水溶液が容易に入るように細孔をあけた絶縁管状の筐体
１の中に照合電極体２と、半導体電極体３及び対極４を
絶縁状態に設置したものである。絶縁管状の筐体１は高
温高圧水に耐えるべく非磁性金属の表面にセラミックコ
ーティングが施されている。筐体１の中に設置された照
合電極体２の構造は基本的に銀ー塩化銀電極であり、図
２に示すように、銀板上に塩化銀を形成させた銀ー塩化
銀電極５の一端に電気伝導用銅線６が接続されている。
銀ー塩化銀電極５の銀板面に電極液に必要な電解質とし
てＫＣｌを継続的に供給可能なセラミックスリング７を
介在させて逆浸透膜作用を有するセラミックス製フイル
タ８を被せた。これらは表面をセラミックコーティング
により絶縁管状とした容器９に設置した後に蓋（絶縁固
定板）１０をボルトにより固定した。その後全表面をセ
ラミックコーティングにより絶縁処理を行った。照合電
極体２に水溶液はセラミックス製フイルタ８からセラミ
ックス製フイルタ８と銀ー塩化銀電極５とで形成してい
る空間に浸潤する。それとともにこの空間にセラミック
スリング７からＫＣｌが溶出して照合電極体２は銀ー塩
化銀電極として機能が生じる。セラミックスリングは、
Ａｌ2Ｏ3が１０〜３０％、ＳｉＯ2が５０〜７５％でＫ
Ｃｌを５％混合し、Ａｌ2Ｏ3及びＳｉＯ2をガラス化し
たものであり、ガラスの微細孔よりＫＣｌが次第に溶出
するようになっている。
【００２２】半導体電極体３は、基本的にはＴｉＯ2又
はＺｒＯ2よりなる半導体に銅を電極端子として拡散接
合したものである。半導体電極体３の構造は図３に示す
ように、ＴｉＯ2にＮｂ2Ｏ5を５％ドープした単結晶状
半導体１１に銅を電極端子１２として拡散接合して、こ
れに電気伝導用銅線１３が接続されている。これらは耐
振動と絶縁のためテフロン緩衝体１４に挿着され、表面
全体を絶縁被覆した容器１５に絶縁板１６を介して設置
され、蓋１７をボルトにより固定したものである。その
後全表面をセラミックコートにより絶縁処理を行った。
はＺｒＯ2よりなる半導体に銅を電極端子として拡散接
合したものである。半導体電極体３の構造は図３に示す
ように、ＴｉＯ2にＮｂ2Ｏ5を５％ドープした単結晶状
半導体１１に銅を電極端子１２として拡散接合して、こ
れに電気伝導用銅線１３が接続されている。これらは耐
振動と絶縁のためテフロン緩衝体１４に挿着され、表面
全体を絶縁被覆した容器１５に絶縁板１６を介して設置
され、蓋１７をボルトにより固定したものである。その
後全表面をセラミックコートにより絶縁処理を行った。
【００２３】本発明の電気化学モニターの基本的な特性
を調べるため、蓚酸、燐酸及び硼酸を用いて水溶液のｐ
Ｈを酸性、中性及びアルカリ性として電気化学モニター
の半導体電極により測定した結果を図４に示す。同図は
２５℃の水溶液について各電位を１０Ｈｚで印加した場
合のインピーダンスの容量成分を示す。同図から電位の
変化に対応したインピーダンスの容量成分ｊωＣをモー
ト−ショットキー（Ｍｏｔｔ−Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）プロ
ットして直線近似したものを図５に示す。ここで、１／
Ｃ2→０となるところが半導体電極のフラットバンド電
位Ｅfbに相当する。この結果、インピーダンスの容量成
分とｐＨとの間に図６に示す関係が得られ実用に供給で
きることがわかり、本発明の効果が認められた。
を調べるため、蓚酸、燐酸及び硼酸を用いて水溶液のｐ
Ｈを酸性、中性及びアルカリ性として電気化学モニター
の半導体電極により測定した結果を図４に示す。同図は
２５℃の水溶液について各電位を１０Ｈｚで印加した場
合のインピーダンスの容量成分を示す。同図から電位の
変化に対応したインピーダンスの容量成分ｊωＣをモー
ト−ショットキー（Ｍｏｔｔ−Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）プロ
ットして直線近似したものを図５に示す。ここで、１／
Ｃ2→０となるところが半導体電極のフラットバンド電
位Ｅfbに相当する。この結果、インピーダンスの容量成
分とｐＨとの間に図６に示す関係が得られ実用に供給で
きることがわかり、本発明の効果が認められた。
【００２４】本発明によれば、実機の冷却水の循環する
経路に設置して冷却水中の水素イオン濃度を計測する
と、金属の腐食量が（化４）式の例に示すように水素発
生量に従うため、腐食のモニターリング及び金属の水素
吸収量が推定できる。
経路に設置して冷却水中の水素イオン濃度を計測する
と、金属の腐食量が（化４）式の例に示すように水素発
生量に従うため、腐食のモニターリング及び金属の水素
吸収量が推定できる。
【００２５】 Ｚｒ＋２Ｈ2Ｏ＝ＺｒＯ2＋２Ｈ2……………（化４） さらに、腐食電位やインピーダンスの計測から金属の腐
食速度が推定できる。
食速度が推定できる。
【００２６】本発明の他の実施例として、半導体電極の
電極端子を開路とし、配管に接続した導電端子と照合電
極及び対極との間に一定電位の低周波交流電場を印加し
て得られるインピーダンスにより、配管の酸化被膜成長
を検出するものである構成、そして半導体電極の電極端
子を開路とし、配管に接続した導電端子と照合電極との
間の電位を検出することにより、配管の腐食状態を評価
するものである構成、また半導体電極の電極端子を開路
とし、配管に接続した導電端子と照合電極及び対極との
間で分極測定を行うことにより、配管の腐食状態を評価
させるものである構成、さらに半導体電極は、ＴｉＯ2
よりなる半導体を導電端子と接続する際、仕事関数の近
い実用材料をスペーサーに用いて拡散接合により接続す
る構成であってもよく、そして防食方法おいては、前記
いずれか一つの電気化学モニターを用い、定期的に配管
内表面又は容器表面のインピーダンスを測定して腐食を
監視する構成とする。また原子炉一次冷却系システムに
おいては、前記いずれか一つの電気化学モニターを備
え、配管の応力腐食を防止して高温高圧水に注入される
水素注入量と水素イオン濃度との関係を求め、その関係
より前記水素注入量を制御する手段を具備した構成とす
る。
電極端子を開路とし、配管に接続した導電端子と照合電
極及び対極との間に一定電位の低周波交流電場を印加し
て得られるインピーダンスにより、配管の酸化被膜成長
を検出するものである構成、そして半導体電極の電極端
子を開路とし、配管に接続した導電端子と照合電極との
間の電位を検出することにより、配管の腐食状態を評価
するものである構成、また半導体電極の電極端子を開路
とし、配管に接続した導電端子と照合電極及び対極との
間で分極測定を行うことにより、配管の腐食状態を評価
させるものである構成、さらに半導体電極は、ＴｉＯ2
よりなる半導体を導電端子と接続する際、仕事関数の近
い実用材料をスペーサーに用いて拡散接合により接続す
る構成であってもよく、そして防食方法おいては、前記
いずれか一つの電気化学モニターを用い、定期的に配管
内表面又は容器表面のインピーダンスを測定して腐食を
監視する構成とする。また原子炉一次冷却系システムに
おいては、前記いずれか一つの電気化学モニターを備
え、配管の応力腐食を防止して高温高圧水に注入される
水素注入量と水素イオン濃度との関係を求め、その関係
より前記水素注入量を制御する手段を具備した構成とす
る。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、高温高圧水の循環する
経路に設置して高温高圧水中の水素イオン濃度を計測す
ることにより、金属の腐食量が水素発生量に従うため腐
食の監視及び金属の水素吸収量が推定できる。さらに、
腐食電位及びインピーダンスの計測値より金属の腐食速
度が推定できる。
経路に設置して高温高圧水中の水素イオン濃度を計測す
ることにより、金属の腐食量が水素発生量に従うため腐
食の監視及び金属の水素吸収量が推定できる。さらに、
腐食電位及びインピーダンスの計測値より金属の腐食速
度が推定できる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１に示す照合電極体の構成要素を示す図であ
る。
る。
【図３】図１に示す半導体電極体の構成要素を示す図で
ある。
ある。
【図４】半導体電極体により測定した水溶液の電位−イ
ンピーダンス特性を示すグラフである。
ンピーダンス特性を示すグラフである。
【図５】電位−インピーダンス特性のモート−ショット
キープロットを示すグラフである。
キープロットを示すグラフである。
【図６】水溶液のｐＨと半導体電極体のフラットバンド
電位との関係を示すグラフである。
電位との関係を示すグラフである。
１ 絶縁筐体 ２ 照合電極体 ３ 半導体電極体 ４ 対極 ５ 銀ー塩化銀電極 ６ 電気伝導用銅線 ７ セラミックスリング ８ セラミックス製フイルタ ９ 容器 １０ 蓋 １１ 単結晶状半導体 １２ 電極端子 １３ 電気伝導用銅線 １４ テフロン緩衝体 １５ 容器 １６ 絶縁板 １７ 蓋
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ２１Ｃ 17/02 (72)発明者 道下 秀紀 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 穴沢 和美 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 鈴木 賢一 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (9)
- 【請求項１】 配管内を流れる高温高圧水の流入を可能
とする絶縁管状の筐体と、該筐体内に収納され対極を介
して配設される照合電極及び半導体電極とを備え、前記
高温高圧水の少なくとも水素イオン濃度を検出する電気
化学モニターにおいて、前記半導体電極は、ＴｉＯ2又
はＺｒＯ2よりなる半導体に銅を電極端子として拡散接
合し、該拡散接合した部分以外の表面全体を絶縁被覆し
て形成されることを特徴とする電気化学モニター。 - 【請求項２】 照合電極と対極とは、配管内表面の腐食
速度及び酸化皮膜厚さを推定させる該配管内表面のイン
ピーダンスを測定するものであることを特徴とする請求
項１記載の電気化学モニター。 - 【請求項３】 照合電極は、銀ー塩化銀電極の銀板面に
介在され電極液に電解質として必要な塩類を供給可能な
セラミックスリングと、該セラミックスリングに対向し
逆浸透膜作用を有するセラミックス製フイルタとを容器
内に収納し、絶縁固定板で保持して形成される密封空間
に前記電極液を充填してなることを特徴とする請求項１
記載の電気化学モニター。 - 【請求項４】 半導体電極の電極端子を開路とし、配管
に接続した導電端子と照合電極及び対極との間に一定電
位の低周波交流電場を印加して得られるインピーダンス
により、前記配管の酸化被膜成長を検出するものである
ことを特徴とする請求項１記載の電気化学モニター。 - 【請求項５】 半導体電極の電極端子を開路とし、配管
に接続した導電端子と照合電極との間の電位を検出する
ことにより、前記配管の腐食状態を評価するものである
ことを特徴とする請求項１記載の電気化学モニター。 - 【請求項６】 半導体電極の電極端子を開路とし、配管
に接続した導電端子と照合電極及び対極との間で分極測
定を行うことにより、前記配管の腐食状態を評価するも
のであることを特徴とする請求項１記載の電気化学モニ
ター。 - 【請求項７】 半導体電極は、ＴｉＯ2よりなる半導体
を導電端子と接続する際、仕事関数の近い実用材料をス
ペーサーに用いて拡散接合により接続することを特徴と
する請求項１記載の電気化学モニター。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項記載の電気
化学モニターを用い、定期的に配管内表面又は容器表面
のインピーダンスを測定して腐食を監視することを特徴
とする防食方法。 - 【請求項９】 請求項１〜７のいずれか１項記載の電気
化学モニターを備え、配管の応力腐食を防止して高温高
圧水に注入される水素注入量と水素イオン濃度との関係
を求め、その関係より前記水素注入量を制御する手段を
具備したことを特徴とする原子炉一次冷却系システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5315227A JPH07167821A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 電気化学モニター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5315227A JPH07167821A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 電気化学モニター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07167821A true JPH07167821A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18062928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5315227A Pending JPH07167821A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 電気化学モニター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07167821A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6464940B1 (en) | 1999-06-14 | 2002-10-15 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | pH sensor and pH measurement method employing the same |
| JP2004325246A (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Toshiba Corp | 欠陥検査装置 |
| JP2009505045A (ja) * | 2005-08-08 | 2009-02-05 | ミクロガン ゲーエムベーハー | 半導体センサ |
| KR100919226B1 (ko) * | 2007-11-20 | 2009-09-28 | 현대하이스코 주식회사 | 금속 도금층 두께 평가를 위한 전기화학적 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02223854A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-06 | Hitachi Ltd | 電気化学センサー |
| JPH03179246A (ja) * | 1989-09-11 | 1991-08-05 | Hitachi Ltd | プラントの運転状態監視システム |
-
1993
- 1993-12-15 JP JP5315227A patent/JPH07167821A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02223854A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-06 | Hitachi Ltd | 電気化学センサー |
| JPH03179246A (ja) * | 1989-09-11 | 1991-08-05 | Hitachi Ltd | プラントの運転状態監視システム |
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| US6464940B1 (en) | 1999-06-14 | 2002-10-15 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | pH sensor and pH measurement method employing the same |
| JP2004325246A (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Toshiba Corp | 欠陥検査装置 |
| JP2009505045A (ja) * | 2005-08-08 | 2009-02-05 | ミクロガン ゲーエムベーハー | 半導体センサ |
| KR100919226B1 (ko) * | 2007-11-20 | 2009-09-28 | 현대하이스코 주식회사 | 금속 도금층 두께 평가를 위한 전기화학적 방법 |
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