JPH07244177A - 圧力管集合体及びその製造方法 - Google Patents
圧力管集合体及びその製造方法Info
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- JPH07244177A JPH07244177A JP6035916A JP3591694A JPH07244177A JP H07244177 A JPH07244177 A JP H07244177A JP 6035916 A JP6035916 A JP 6035916A JP 3591694 A JP3591694 A JP 3591694A JP H07244177 A JPH07244177 A JP H07244177A
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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
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 異材継ぎ手による腐食電位の高まりを防止し
て腐食の電気的回路が形成されるのを阻止し、もって圧
力管の腐食を防止し、更に圧力管の水素吸収による脆化
を一層低減する。 【構成】 ジルコニウム−ニオブ合金より成る圧力管１
と、この圧力管の端部に接合され且つステンレス鋼より
成る延長管２とを備えた圧力管集合体であって、圧力管
１の内面と延長管２との接合部にジルコニウム合金より
成るライナ管３が設けられ、該ライナ管３は少なくとも
表面に酸化物より成る電気絶縁層が形成されている。
て腐食の電気的回路が形成されるのを阻止し、もって圧
力管の腐食を防止し、更に圧力管の水素吸収による脆化
を一層低減する。 【構成】 ジルコニウム−ニオブ合金より成る圧力管１
と、この圧力管の端部に接合され且つステンレス鋼より
成る延長管２とを備えた圧力管集合体であって、圧力管
１の内面と延長管２との接合部にジルコニウム合金より
成るライナ管３が設けられ、該ライナ管３は少なくとも
表面に酸化物より成る電気絶縁層が形成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉本体を構成する
圧力管集合体に係り、燃料を収納する圧力管と、この圧
力管の端部に接合され且つ該圧力管と異なる材料で形成
された延長管とを備えた圧力管集合体及びその製造方法
に関する。
圧力管集合体に係り、燃料を収納する圧力管と、この圧
力管の端部に接合され且つ該圧力管と異なる材料で形成
された延長管とを備えた圧力管集合体及びその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子炉本体を構成する転換炉用の圧力管
は、Ｚｒ−２．５wt％Ｎｂ合金から成り、延長管はマル
テンサイト系のステンレス鋼（ＳＵＳ４０３）から成
り、圧力管と延長管の両部材は、その端部において機械
的接合法により接合されている。この機械的接合法は、
Ｚｒ−２．５Ｎｂ合金から成る圧力管をＳＵＳ４０３か
ら成る延長管により挾み、円筒形状の管内部よりロール
で拡管する方法が採用されている。以後、この接合部を
ロールドジョイントと記す。圧力管は、ロール拡管する
前に４００℃の水蒸気中で数時間オートクレーブ処理さ
れて表面に酸化膜が形成されている。このような構造を
有するロールドジョイント内部を中性子の減速となる高
温高圧の炉水が流れる構造となっている。この圧力管集
合体の従来例として特開平５−１５７８９０号公報が挙
げられる。この公報には、延長管の前記圧力管との接触
面にレーザ熱処理による表面改質層を設け、この改質層
により延長管自体の耐食性を高め、圧力管を構成するジ
ルコニウム合金との接触部分の腐食を抑制することが記
載されている。
は、Ｚｒ−２．５wt％Ｎｂ合金から成り、延長管はマル
テンサイト系のステンレス鋼（ＳＵＳ４０３）から成
り、圧力管と延長管の両部材は、その端部において機械
的接合法により接合されている。この機械的接合法は、
Ｚｒ−２．５Ｎｂ合金から成る圧力管をＳＵＳ４０３か
ら成る延長管により挾み、円筒形状の管内部よりロール
で拡管する方法が採用されている。以後、この接合部を
ロールドジョイントと記す。圧力管は、ロール拡管する
前に４００℃の水蒸気中で数時間オートクレーブ処理さ
れて表面に酸化膜が形成されている。このような構造を
有するロールドジョイント内部を中性子の減速となる高
温高圧の炉水が流れる構造となっている。この圧力管集
合体の従来例として特開平５−１５７８９０号公報が挙
げられる。この公報には、延長管の前記圧力管との接触
面にレーザ熱処理による表面改質層を設け、この改質層
により延長管自体の耐食性を高め、圧力管を構成するジ
ルコニウム合金との接触部分の腐食を抑制することが記
載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ロールドジョ
イント部はステンレス鋼とＺｒ−２．５Ｎｂ合金とが接
触する異材継ぎ手であり、それぞれの材料の高温水環境
下における腐食電位が異なる。ステンレス鋼の腐食電位
はＺｒ−２．５Ｎｂ合金の値より高い。その結果、圧力
管と延長管との間に腐食の電気的回路が形成され、圧力
管を構成するＺｒ−２．５Ｎｂ合金の腐食は単独での高
温水環境下に存在する場合より大きくなる。特開平５−
１５７８９０号公報に記載のように延長管に表面改質層
を形成すれば、延長管自体の耐食性が向上し、これによ
り圧力管との接触部分の耐食性も幾分か高まる。しか
し、腐食電位の問題については全く考慮されていないの
で、延長管自体の耐食性が向上しても腐食電位はむしろ
高くなり、圧力管の前記腐食電位に起因する腐食は起こ
りやすくなる。更に、腐食反応；Ｚｒ＋４Ｈ2Ｏ⇒Ｚｒ
Ｏ2＋２Ｈ2によって発生する水素の一部を吸収するた
め、圧力管の水素濃度が高くなる。
イント部はステンレス鋼とＺｒ−２．５Ｎｂ合金とが接
触する異材継ぎ手であり、それぞれの材料の高温水環境
下における腐食電位が異なる。ステンレス鋼の腐食電位
はＺｒ−２．５Ｎｂ合金の値より高い。その結果、圧力
管と延長管との間に腐食の電気的回路が形成され、圧力
管を構成するＺｒ−２．５Ｎｂ合金の腐食は単独での高
温水環境下に存在する場合より大きくなる。特開平５−
１５７８９０号公報に記載のように延長管に表面改質層
を形成すれば、延長管自体の耐食性が向上し、これによ
り圧力管との接触部分の耐食性も幾分か高まる。しか
し、腐食電位の問題については全く考慮されていないの
で、延長管自体の耐食性が向上しても腐食電位はむしろ
高くなり、圧力管の前記腐食電位に起因する腐食は起こ
りやすくなる。更に、腐食反応；Ｚｒ＋４Ｈ2Ｏ⇒Ｚｒ
Ｏ2＋２Ｈ2によって発生する水素の一部を吸収するた
め、圧力管の水素濃度が高くなる。
【０００４】本発明の目的は、異材継ぎ手による腐食電
位の高まりを防止して腐食の電気的回路が形成されるの
を阻止し、もって圧力管の腐食を防止し、更に圧力管の
水素吸収による脆化をより一層の低減できる圧力管集合
体及びその製造方法を提供することにある。
位の高まりを防止して腐食の電気的回路が形成されるの
を阻止し、もって圧力管の腐食を防止し、更に圧力管の
水素吸収による脆化をより一層の低減できる圧力管集合
体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
本願第１発明は、燃料を収納する圧力管と、この圧力管
の端部に接合され且つ該圧力管と異なる材料で形成され
た延長管とを備えた圧力管集合体であって、圧力管内面
と前記延長管との接合部に酸化物より成る電気絶縁層
（好ましくは５×１０10Ωｃｍ以上、より好ましくは１
０12Ωｃｍ以上の比抵抗）が設けられていることを特徴
とするものである。
本願第１発明は、燃料を収納する圧力管と、この圧力管
の端部に接合され且つ該圧力管と異なる材料で形成され
た延長管とを備えた圧力管集合体であって、圧力管内面
と前記延長管との接合部に酸化物より成る電気絶縁層
（好ましくは５×１０10Ωｃｍ以上、より好ましくは１
０12Ωｃｍ以上の比抵抗）が設けられていることを特徴
とするものである。
【０００６】また本願第２発明は、燃料を収納しジルコ
ニウム−ニオブ合金より成る圧力管と、この圧力管の端
部に接合され且つステンレス鋼より成る延長管とを備え
た圧力管集合体であって、圧力管内面と前記延長管との
接合部にジルコニウム合金より成るライナ管が設けら
れ、該ライナ管は表面に酸化物より成る電気絶縁層が形
成されていることを特徴とするものである。
ニウム−ニオブ合金より成る圧力管と、この圧力管の端
部に接合され且つステンレス鋼より成る延長管とを備え
た圧力管集合体であって、圧力管内面と前記延長管との
接合部にジルコニウム合金より成るライナ管が設けら
れ、該ライナ管は表面に酸化物より成る電気絶縁層が形
成されていることを特徴とするものである。
【０００７】第３発明は、燃料を収納しジルコニウム−
ニオブ合金より成る圧力管と、この圧力管の端部に接合
され且つステンレス鋼より成る延長管とを備えた圧力管
集合体であって、圧力管内面と前記延長管との接合部に
ジルコニウム合金より成るライナ管が設けられ、該ライ
ナ管は使用に供されて高温水に晒された時にその表面が
酸化されて電気絶縁層が形成されるものであることを特
徴とするものである。
ニオブ合金より成る圧力管と、この圧力管の端部に接合
され且つステンレス鋼より成る延長管とを備えた圧力管
集合体であって、圧力管内面と前記延長管との接合部に
ジルコニウム合金より成るライナ管が設けられ、該ライ
ナ管は使用に供されて高温水に晒された時にその表面が
酸化されて電気絶縁層が形成されるものであることを特
徴とするものである。
【０００８】第４発明は、燃料を収納しジルコニウム−
ニオブ合金より成る圧力管と、この圧力管の端部に接合
され且つステンレス鋼より成る延長管とを備えた圧力管
集合体であって、圧力管内面の前記延長管と接合する部
分に該圧力管表面を酸化して形成した酸化物より成る電
気絶縁層が設けられていることを特徴とするものであ
る。
ニオブ合金より成る圧力管と、この圧力管の端部に接合
され且つステンレス鋼より成る延長管とを備えた圧力管
集合体であって、圧力管内面の前記延長管と接合する部
分に該圧力管表面を酸化して形成した酸化物より成る電
気絶縁層が設けられていることを特徴とするものであ
る。
【０００９】第５発明は、第１発明乃至第４発明のいず
れかにおいて、酸化物より成る電気絶縁層は２価又は３
価の価数の金属とジルコニウム（Ｚｒ）との複合酸化物
であることを特徴とするものである。
れかにおいて、酸化物より成る電気絶縁層は２価又は３
価の価数の金属とジルコニウム（Ｚｒ）との複合酸化物
であることを特徴とするものである。
【００１０】第６発明は、第５発明において、２価の価
数の金属はＮｉ、３価の価数の金属はＦｅ、Ｃｒ、Ｂｉ
及びＹのうち少なくとも一種であることを特徴とするも
のである。
数の金属はＮｉ、３価の価数の金属はＦｅ、Ｃｒ、Ｂｉ
及びＹのうち少なくとも一種であることを特徴とするも
のである。
【００１１】第７発明は、第１発明乃至第６発明のいず
れかにおいて、酸化物より成る電気絶縁層の厚みは５μ
ｍ以上であることを特徴とするものである。
れかにおいて、酸化物より成る電気絶縁層の厚みは５μ
ｍ以上であることを特徴とするものである。
【００１２】第８発明は、燃料を収納しジルコニウム−
ニオブ合金より成る圧力管と、この圧力管の端部に接合
され且つステンレス鋼より成る延長管との前記接合界面
にジルコニウム合金より成るライナ管を配置した後、圧
力管と延長管とを両者の間に前記ライナ管を挟んだ状態
で機械的に拡管して接合することを特徴とする圧力管集
合体の製造方法である。
ニオブ合金より成る圧力管と、この圧力管の端部に接合
され且つステンレス鋼より成る延長管との前記接合界面
にジルコニウム合金より成るライナ管を配置した後、圧
力管と延長管とを両者の間に前記ライナ管を挟んだ状態
で機械的に拡管して接合することを特徴とする圧力管集
合体の製造方法である。
【００１３】第９発明は、第８発明において、ライナ管
は拡管前に少なくとも表面に酸化物より成る電気絶縁層
が形成されていることを特徴とするものである。
は拡管前に少なくとも表面に酸化物より成る電気絶縁層
が形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】第１０発明は、燃料を収納しジルコニウム
−ニオブ合金より成る圧力管の端部の内面にジルコニウ
ム合金より成るライナ管を配置した後、酸化処理して該
ライナ管の表面に酸化物より成る電気絶縁層を形成し、
この圧力管の端部にステンレス鋼より成る延長管の端部
を挿入し、圧力管と延長管の重なり部分を間に前記ライ
ナ管を挟んだ状態で機械的に拡管して接合することを特
徴とする圧力管集合体の製造方法である。
−ニオブ合金より成る圧力管の端部の内面にジルコニウ
ム合金より成るライナ管を配置した後、酸化処理して該
ライナ管の表面に酸化物より成る電気絶縁層を形成し、
この圧力管の端部にステンレス鋼より成る延長管の端部
を挿入し、圧力管と延長管の重なり部分を間に前記ライ
ナ管を挟んだ状態で機械的に拡管して接合することを特
徴とする圧力管集合体の製造方法である。
【００１５】第１１発明は、第９発明又は第１０発明に
おいて、酸化物より成る電気絶縁層は２価又は３価の価
数の金属とＺｒとの複合酸化物であることを特徴とする
ものである。
おいて、酸化物より成る電気絶縁層は２価又は３価の価
数の金属とＺｒとの複合酸化物であることを特徴とする
ものである。
【００１６】
【作用】異材接触時の圧力管の腐食速度は、図３に示し
た電気回路を流れる電流ｉに比例する。すなわち、圧力
管と延長管の両材料間に存在する電気抵抗の大きさＲに
反比例する。よって、第１発明乃至第４発明によれば、
圧力管と延長管との間に高電気抵抗の酸化皮膜が介在し
ていることにより、腐食電位を低減でき、もって腐食量
の低減が可能になる。第３発明は当初はライナ管の電気
絶縁性が大きくないため、腐食電位が高いが、高温水と
ライナ管が接触して酸化膜が間もなく形成されるので、
腐食電位も間もなく低くなり、腐食量の低減が可能にな
る。
た電気回路を流れる電流ｉに比例する。すなわち、圧力
管と延長管の両材料間に存在する電気抵抗の大きさＲに
反比例する。よって、第１発明乃至第４発明によれば、
圧力管と延長管との間に高電気抵抗の酸化皮膜が介在し
ていることにより、腐食電位を低減でき、もって腐食量
の低減が可能になる。第３発明は当初はライナ管の電気
絶縁性が大きくないため、腐食電位が高いが、高温水と
ライナ管が接触して酸化膜が間もなく形成されるので、
腐食電位も間もなく低くなり、腐食量の低減が可能にな
る。
【００１７】第５発明又は第６発明によれば、低価数元
素がＺｒ酸化物中に存在することにより、酸素の空孔濃
度が増加し、電子の伝導性が低下する。この効果によ
り、電気抵抗が増加し、異材接触部の電気絶縁性を高
め、腐食電位を低減することができる。第７発明によれ
ば、電気絶縁性を十分に大きくすることが可能となり、
確実に腐食電位を低減できる。
素がＺｒ酸化物中に存在することにより、酸素の空孔濃
度が増加し、電子の伝導性が低下する。この効果によ
り、電気抵抗が増加し、異材接触部の電気絶縁性を高
め、腐食電位を低減することができる。第７発明によれ
ば、電気絶縁性を十分に大きくすることが可能となり、
確実に腐食電位を低減できる。
【００１８】第８発明によれば、使用に供された時にラ
イナ管が高温水に接触することにより酸化され、このよ
うに形成された酸化膜により電気絶縁性が大きくなるの
で、当初からライナ管に酸化膜を形成しなくとも良く、
その分製造工程を短縮することができる。
イナ管が高温水に接触することにより酸化され、このよ
うに形成された酸化膜により電気絶縁性が大きくなるの
で、当初からライナ管に酸化膜を形成しなくとも良く、
その分製造工程を短縮することができる。
【００１９】第９発明乃至第１１発明によれば、前記圧
力管集合体を容易に製造することができる。
力管集合体を容易に製造することができる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明を図１及び図２に基づいて詳細
に説明する。本実施例においては、燃料を収納しジルコ
ニウム−ニオブ合金より成る圧力管１と、この圧力管１
の両端部に接合され且つステンレス鋼より成る延長管２
との間を電気的に絶縁する手段として円筒形状のライナ
管３を用いる。このライナ管３はＺｒ合金より成り、電
気的絶縁性を付与する方法として圧力管１と延長管２表
面にオートクレーブ処理あるいは大気中酸化処理により
予め厚い酸化膜を形成する際に一緒に酸化処理して表面
に酸化膜を形成することが有効である。その酸化膜の厚
さは５μｍ以上であることが絶縁性を十分に高くする上
で好ましい。
に説明する。本実施例においては、燃料を収納しジルコ
ニウム−ニオブ合金より成る圧力管１と、この圧力管１
の両端部に接合され且つステンレス鋼より成る延長管２
との間を電気的に絶縁する手段として円筒形状のライナ
管３を用いる。このライナ管３はＺｒ合金より成り、電
気的絶縁性を付与する方法として圧力管１と延長管２表
面にオートクレーブ処理あるいは大気中酸化処理により
予め厚い酸化膜を形成する際に一緒に酸化処理して表面
に酸化膜を形成することが有効である。その酸化膜の厚
さは５μｍ以上であることが絶縁性を十分に高くする上
で好ましい。
【００２１】さらに、酸化膜はＺｒ（４価）に対し低価
数元素であるＦｅ（３価），Ｎｉ（２価），Ｃｒ（３
価），Ｂｉ（３価），Ｙ（３価）等の元素を含むＺｒベ
ースの複合酸化物とすることにより、より高い電気抵抗
を表面皮膜に付与できる。この場合、ライナ管３として
のＺｒ合金中にはＦｅ（３価），Ｎｉ（２価），Ｃｒ
（３価），Ｂｉ（３価），Ｙ（３価）の少なくとも一種
類の元素が０．２ｗｔ％以上含まれている。このような
複合酸化物を形成させる方法として、図１及び図２に示
すように、圧力管１の内面に上記低価数元素を含むＺｒ
合金のライナ管３を設けた後、オートクレーブ処理等の
酸化処理によってライナーの少なくとも表面を酸化物と
する方法が良い。
数元素であるＦｅ（３価），Ｎｉ（２価），Ｃｒ（３
価），Ｂｉ（３価），Ｙ（３価）等の元素を含むＺｒベ
ースの複合酸化物とすることにより、より高い電気抵抗
を表面皮膜に付与できる。この場合、ライナ管３として
のＺｒ合金中にはＦｅ（３価），Ｎｉ（２価），Ｃｒ
（３価），Ｂｉ（３価），Ｙ（３価）の少なくとも一種
類の元素が０．２ｗｔ％以上含まれている。このような
複合酸化物を形成させる方法として、図１及び図２に示
すように、圧力管１の内面に上記低価数元素を含むＺｒ
合金のライナ管３を設けた後、オートクレーブ処理等の
酸化処理によってライナーの少なくとも表面を酸化物と
する方法が良い。
【００２２】尚、Ｚｒ合金のライナ管３は、圧力管１の
内面と冶金的に接合した状態で設けてもよいし、円筒上
のＺｒ合金ライナー管３を挿入した状態でもよい。Ｚｒ
合金ライナ管３としてジルカロイ２あるいはジルカロイ
４あるいはその酸化物管を使用しても良い。
内面と冶金的に接合した状態で設けてもよいし、円筒上
のＺｒ合金ライナー管３を挿入した状態でもよい。Ｚｒ
合金ライナ管３としてジルカロイ２あるいはジルカロイ
４あるいはその酸化物管を使用しても良い。
【００２３】さらに、円筒上のＺｒ合金ライナ管３を挿
入した状態で酸化処理をせずにロール拡管し、使用に供
してもよい。使用中に高温水によってＺｒ合金ライナ管
３の表面が酸化され、上記電気抵抗増加の効果が得られ
る。また、ライナ管３を予め酸化処理した後、延長管２
に嵌合しても同様な効果が得られる。また、ライナー管
３を予め酸化処理する時、ライナ管３の全肉厚を酸化物
とするのではなく、ライナ管３の表面のみを酸化物とす
ることにより、ロール拡管時の変形能をライナ管３に付
与することが出来、高い気密性を有するロールジョイン
ト部を形成できる。
入した状態で酸化処理をせずにロール拡管し、使用に供
してもよい。使用中に高温水によってＺｒ合金ライナ管
３の表面が酸化され、上記電気抵抗増加の効果が得られ
る。また、ライナ管３を予め酸化処理した後、延長管２
に嵌合しても同様な効果が得られる。また、ライナー管
３を予め酸化処理する時、ライナ管３の全肉厚を酸化物
とするのではなく、ライナ管３の表面のみを酸化物とす
ることにより、ロール拡管時の変形能をライナ管３に付
与することが出来、高い気密性を有するロールジョイン
ト部を形成できる。
【００２４】実施例１ 圧力管１は、オートクレーブ処理したＺｒ−２．５Ｎｂ
wt％合金、延長管２はマルテンサイト系ステンレス鋼
（ＳＵＳ４０３）、ライナー管３はジルカロイ２とし
た。このジルカロイ２は、重量％で、Ｓｎ：１．５％，
Ｆｅ：０．１８％，Ｃｒ：０．１５％，Ｎｉ：０．０５
％，残：Ｚｒ及び不可避的不純物である。ライナ管３の
厚さは０．１ｍｍとし、５００℃、１０．３Ｍｐａの高
温高圧水蒸気中で５０時間保持し表面に酸化膜を形成さ
せた。酸化膜の厚さは略５μｍであった。酸化膜の比抵
抗を測定したところ、約１×１０12Ω・ｃｍであった。
一方、Ｚｒ−２．５Ｎｂ圧力管１のオートクレーブ酸化
膜の比抵抗を測定したところ、約１×１０10Ω・ｃｍで
あった。また、圧力管１のオートクレーブ酸化膜の厚さ
は、１μｍ以下であった。酸化膜の電気抵抗は、比抵抗
と厚さの積であたえられるので、本発明により少なくと
も絶縁性は１００倍向上することがわかる。
wt％合金、延長管２はマルテンサイト系ステンレス鋼
（ＳＵＳ４０３）、ライナー管３はジルカロイ２とし
た。このジルカロイ２は、重量％で、Ｓｎ：１．５％，
Ｆｅ：０．１８％，Ｃｒ：０．１５％，Ｎｉ：０．０５
％，残：Ｚｒ及び不可避的不純物である。ライナ管３の
厚さは０．１ｍｍとし、５００℃、１０．３Ｍｐａの高
温高圧水蒸気中で５０時間保持し表面に酸化膜を形成さ
せた。酸化膜の厚さは略５μｍであった。酸化膜の比抵
抗を測定したところ、約１×１０12Ω・ｃｍであった。
一方、Ｚｒ−２．５Ｎｂ圧力管１のオートクレーブ酸化
膜の比抵抗を測定したところ、約１×１０10Ω・ｃｍで
あった。また、圧力管１のオートクレーブ酸化膜の厚さ
は、１μｍ以下であった。酸化膜の電気抵抗は、比抵抗
と厚さの積であたえられるので、本発明により少なくと
も絶縁性は１００倍向上することがわかる。
【００２５】このようなライナ管３を圧力管１の内面に
挿入し、その後、延長管２に圧力管１を挿入した。この
ように圧力管１と延長管２を一体化した後、内面からロ
ールで拡管し、両者を機械的に接合してロールドジョイ
ントを作成した。
挿入し、その後、延長管２に圧力管１を挿入した。この
ように圧力管１と延長管２を一体化した後、内面からロ
ールで拡管し、両者を機械的に接合してロールドジョイ
ントを作成した。
【００２６】このロールドジョイント部の腐食及び水素
吸収を評価するために、図６に示すように、短冊状の試
験片を切り出し、接水部分以外をテフロンでコーティン
グし、２８８℃の高温水中に１００００時間浸漬した。
同時に、Ｚｒ−２．５Ｎｂ合金板材を浸漬し、比較材と
した。試験後、圧力管及び比較材に吸収された水素の量
と酸化膜厚さを調べた。比較材の酸化膜厚さは２μｍで
あり、水素吸収量は３ｐｐｍであった。ロールドジョイ
ント部の酸化膜厚さは３μｍであり、水素吸収量は検出
限界以下であった。この様に、ライナ管を挿入すること
により、防食、水素吸収低減効果があることが分かっ
た。
吸収を評価するために、図６に示すように、短冊状の試
験片を切り出し、接水部分以外をテフロンでコーティン
グし、２８８℃の高温水中に１００００時間浸漬した。
同時に、Ｚｒ−２．５Ｎｂ合金板材を浸漬し、比較材と
した。試験後、圧力管及び比較材に吸収された水素の量
と酸化膜厚さを調べた。比較材の酸化膜厚さは２μｍで
あり、水素吸収量は３ｐｐｍであった。ロールドジョイ
ント部の酸化膜厚さは３μｍであり、水素吸収量は検出
限界以下であった。この様に、ライナ管を挿入すること
により、防食、水素吸収低減効果があることが分かっ
た。
【００２７】ライナ管３に酸化膜を形成した状態で前記
拡管を行うと、その酸化膜にひび割れが生じるが、金属
同士が直接接触しなければ、このひびがあっても電気絶
縁性は高く保持できる。更に高温水と接触すると当初は
そのひびが原因となって腐食電位が高くなるが、間もな
く高温水に酸化され、全面が酸化膜で覆われるため、す
ぐに腐食の進行は止まる。
拡管を行うと、その酸化膜にひび割れが生じるが、金属
同士が直接接触しなければ、このひびがあっても電気絶
縁性は高く保持できる。更に高温水と接触すると当初は
そのひびが原因となって腐食電位が高くなるが、間もな
く高温水に酸化され、全面が酸化膜で覆われるため、す
ぐに腐食の進行は止まる。
【００２８】図７は本実施例によって得られた圧力管集
合体の全体斜視図である。図に示すように接続部は上部
及び下部ロールドジョイント部があり、前述の材料が用
いられ、更に処理が施されるものである。また集合体は
図のように水が流れる構造を有する。
合体の全体斜視図である。図に示すように接続部は上部
及び下部ロールドジョイント部があり、前述の材料が用
いられ、更に処理が施されるものである。また集合体は
図のように水が流れる構造を有する。
【００２９】実施例２ 図４及び図５に示す様に、酸化処理前のＺｒ合金のライ
ナ管３を延長管２に設け、ロール拡管前に該ライナ管３
を酸化処理しても同様な効果が得られる。この実施例で
は、圧力管１はオートクレーブ処理したＺｒ−２．５Ｎ
ｂ合金、延長管２はＳＵＳ４０３マルテンサイト系ステ
ンレス鋼、ライナ管３はＺｒ−２％Ｙ合金である。ライ
ナ管３の厚さは０．１ｍｍとし、５００℃、１０．３Ｍ
ｐａの高温高圧水蒸気中で５０時間保持し表面に酸化膜
を形成させた。酸化膜厚さは約５μｍであった。このよ
うなライナ管３を延長管２の外面に挿入し、その後、延
長管２に圧力管１を挿入した。このように延長管２と圧
力管１を一体化した後、内面からロールで拡管し、両者
を機械的に接合してロールドジョイントを作成した。こ
のロールドジョイント部の性能を実施例１と同様に高温
水中腐食試験により調べた。その結果、実施例１と同様
な結果が得られ、高い気密性と耐食性、水素吸収低減効
果があることが分かった。
ナ管３を延長管２に設け、ロール拡管前に該ライナ管３
を酸化処理しても同様な効果が得られる。この実施例で
は、圧力管１はオートクレーブ処理したＺｒ−２．５Ｎ
ｂ合金、延長管２はＳＵＳ４０３マルテンサイト系ステ
ンレス鋼、ライナ管３はＺｒ−２％Ｙ合金である。ライ
ナ管３の厚さは０．１ｍｍとし、５００℃、１０．３Ｍ
ｐａの高温高圧水蒸気中で５０時間保持し表面に酸化膜
を形成させた。酸化膜厚さは約５μｍであった。このよ
うなライナ管３を延長管２の外面に挿入し、その後、延
長管２に圧力管１を挿入した。このように延長管２と圧
力管１を一体化した後、内面からロールで拡管し、両者
を機械的に接合してロールドジョイントを作成した。こ
のロールドジョイント部の性能を実施例１と同様に高温
水中腐食試験により調べた。その結果、実施例１と同様
な結果が得られ、高い気密性と耐食性、水素吸収低減効
果があることが分かった。
【００３０】
【発明の効果】第１発明乃至第７発明によれば、圧力管
と延長管との間に高電気抵抗の酸化皮膜が介在している
ことにより、腐食電位を低減でき、もって腐食量の低減
が可能になる。
と延長管との間に高電気抵抗の酸化皮膜が介在している
ことにより、腐食電位を低減でき、もって腐食量の低減
が可能になる。
【００３１】第８発明乃至第１１発明によれば、前記圧
力管集合体を容易に製造することができる。
力管集合体を容易に製造することができる。
【図１】本発明に係る圧力管集合体のロールドジョイン
ト部の組立て工程を示し、接合前の断面図である。
ト部の組立て工程を示し、接合前の断面図である。
【図２】本発明に係る圧力管集合体のロールドジョイン
ト部の組立て工程を示し、接合後の断面図である。
ト部の組立て工程を示し、接合後の断面図である。
【図３】本発明に係る圧力管集合体の腐食の電気回路図
である。
である。
【図４】本願他の発明に係る圧力管集合体のロールドジ
ョイント部の組立て工程を示し、接合前の断面図であ
る。
ョイント部の組立て工程を示し、接合前の断面図であ
る。
【図５】本願他の発明に係る圧力管集合体のロールドジ
ョイント部の組立て工程を示し、接合後の断面図であ
る。
ョイント部の組立て工程を示し、接合後の断面図であ
る。
【図６】腐食試験方法を説明する要部斜視図である。
【図７】圧力管集合体の構造とロールドジョイント部を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
１ 圧力管 ２ 延長管 ３ ライナ管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 道下 秀紀 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (11)
- 【請求項１】 燃料を収納する圧力管と、この圧力管の
端部に接合され且つ該圧力管と異なる材料で形成された
延長管とを備えた圧力管集合体であって、圧力管内面と
前記延長管との接合部に酸化物より成る電気絶縁層が設
けられていることを特徴とする圧力管集合体。 - 【請求項２】 燃料を収納しジルコニウム−ニオブ合金
より成る圧力管と、この圧力管の端部に接合され且つス
テンレス鋼より成る延長管とを備えた圧力管集合体であ
って、圧力管内面と前記延長管との接合部にジルコニウ
ム合金より成るライナ管が設けられ、該ライナ管は表面
に酸化物より成る電気絶縁層が形成されていることを特
徴とする圧力管集合体。 - 【請求項３】 燃料を収納しジルコニウム−ニオブ合金
より成る圧力管と、この圧力管の端部に接合され且つス
テンレス鋼より成る延長管とを備えた圧力管集合体であ
って、圧力管内面と前記延長管との接合部にジルコニウ
ム合金より成るライナ管が設けられ、該ライナ管は使用
に供されて高温水に晒された時にその表面が酸化されて
電気絶縁層が形成されるものであることを特徴とする圧
力管集合体。 - 【請求項４】 燃料を収納しジルコニウム−ニオブ合金
より成る圧力管と、この圧力管の端部に接合され且つス
テンレス鋼より成る延長管とを備えた圧力管集合体であ
って、圧力管内面の前記延長管と接合する部分に該圧力
管表面を酸化して形成した酸化物より成る電気絶縁層が
設けられていることを特徴とする圧力管集合体。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかにおいて、酸化
物より成る電気絶縁層は２価又は３価の価数の金属とジ
ルコニウム（Ｚｒ）との複合酸化物であることを特徴と
する圧力管集合体。 - 【請求項６】 請求項５において、２価の価数の金属は
ニッケル（Ｎｉ）、３価の価数の金属は鉄（Ｆｅ）、ク
ロム（Ｃｒ）、ビスマス（Ｂｉ）及びイットリウム
（Ｙ）のうち少なくとも一種であることを特徴とする圧
力管集合体。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかにおいて、酸化
物より成る電気絶縁層の厚みは５μｍ以上であることを
特徴とする圧力管集合体。 - 【請求項８】 燃料を収納しジルコニウム−ニオブ合金
より成る圧力管と、この圧力管の端部に接合され且つス
テンレス鋼より成る延長管との前記接合界面にジルコニ
ウム合金より成るライナ管を配置した後、圧力管と延長
管とを両者の間に前記ライナ管を挟んだ状態で機械的に
拡管して接合することを特徴とする圧力管集合体の製造
方法。 - 【請求項９】 請求項８において、ライナ管は拡管前に
少なくとも表面に酸化物より成る電気絶縁層が形成され
ていることを特徴とする圧力管集合体。 - 【請求項１０】 燃料を収納しジルコニウム−ニオブ合
金より成る圧力管の端部の内面にジルコニウム合金より
成るライナ管を配置した後、酸化処理して該ライナ管の
表面に酸化物より成る電気絶縁層を形成し、この圧力管
の端部にステンレス鋼より成る延長管の端部を挿入し、
圧力管と延長管の重なり部分を間に前記ライナ管を挟ん
だ状態で機械的に拡管して接合することを特徴とする圧
力管集合体の製造方法。 - 【請求項１１】 請求項９又は１０において、酸化物よ
り成る電気絶縁層は２価又は３価の価数の金属とジルコ
ニウム（Ｚｒ）との複合酸化物であることを特徴とする
圧力管集合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6035916A JPH07244177A (ja) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | 圧力管集合体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6035916A JPH07244177A (ja) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | 圧力管集合体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07244177A true JPH07244177A (ja) | 1995-09-19 |
Family
ID=12455362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6035916A Pending JPH07244177A (ja) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | 圧力管集合体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07244177A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0986069A1 (en) * | 1998-09-11 | 2000-03-15 | Abb Ab | A device and a method for preventing shadow corrosion |
-
1994
- 1994-03-07 JP JP6035916A patent/JPH07244177A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0986069A1 (en) * | 1998-09-11 | 2000-03-15 | Abb Ab | A device and a method for preventing shadow corrosion |
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