JPH095488A - 高耐食性皮膜の形成法 - Google Patents
高耐食性皮膜の形成法Info
- Publication number
- JPH095488A JPH095488A JP7148533A JP14853395A JPH095488A JP H095488 A JPH095488 A JP H095488A JP 7148533 A JP7148533 A JP 7148533A JP 14853395 A JP14853395 A JP 14853395A JP H095488 A JPH095488 A JP H095488A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stainless steel
- corrosion resistance
- forming
- corrosion
- core shroud
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
Landscapes
- Chemically Coating (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】軽水炉の圧力容器中の炉心シュラウド（ステン
レス鋼製）２の耐食性を向上させるため、高耐食性皮膜
を炉心シュラウド表面に形成する。この作業は、軽水炉
の定期点検の機会を利用し、燃料集合体及び制御棒を外
部に取り出した状態で作業を行った。給水入口３より、
表面処理液を注入し、炉内に蓄えられたジェットポンプ
４により、容器内に取り込まれた表面処理液５を撹拌し
た。 【効果】母材成分が同一で添加元素のみが異なる溶射粉
末が提供できるため、材料の特性の安定性が高い。また
添加元素のめっき厚さを変えるだけで、添加量をユーザ
側で任意に変えることができる。
レス鋼製）２の耐食性を向上させるため、高耐食性皮膜
を炉心シュラウド表面に形成する。この作業は、軽水炉
の定期点検の機会を利用し、燃料集合体及び制御棒を外
部に取り出した状態で作業を行った。給水入口３より、
表面処理液を注入し、炉内に蓄えられたジェットポンプ
４により、容器内に取り込まれた表面処理液５を撹拌し
た。 【効果】母材成分が同一で添加元素のみが異なる溶射粉
末が提供できるため、材料の特性の安定性が高い。また
添加元素のめっき厚さを変えるだけで、添加量をユーザ
側で任意に変えることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は水中のステンレス合金
等の金属からなる構造物の表面に耐食性の優れた溶射層
を形成する方法に係り、特に、原子力発電用のプラント
部材等の高温水環境等で耐食性が要求される部位の表面
に溶射層を形成する方法に関する。
等の金属からなる構造物の表面に耐食性の優れた溶射層
を形成する方法に係り、特に、原子力発電用のプラント
部材等の高温水環境等で耐食性が要求される部位の表面
に溶射層を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、軽水炉の炉心構造物や機器のため
の構造部材にはＪＩＳ規格の３０４や３１６ステンレス
鋼が用いられており、これらには使用環境中での耐食性
や耐粒界割れ感受性向上のための施策がなされている。
例えば、高温水中で使用される鋼中の粒界腐食や粒界型
応力腐食割れ（以下まとめて粒界腐食と呼ぶ）に起因す
る粒界割れを軽減または防止する方法として、特公平1
−18143号，特開昭62−23855号公報に開示されているよ
うにステンレス鋼中に含まれる炭素量を低減するなど、
構造部材の材料の改良に努めてきた。
の構造部材にはＪＩＳ規格の３０４や３１６ステンレス
鋼が用いられており、これらには使用環境中での耐食性
や耐粒界割れ感受性向上のための施策がなされている。
例えば、高温水中で使用される鋼中の粒界腐食や粒界型
応力腐食割れ（以下まとめて粒界腐食と呼ぶ）に起因す
る粒界割れを軽減または防止する方法として、特公平1
−18143号，特開昭62−23855号公報に開示されているよ
うにステンレス鋼中に含まれる炭素量を低減するなど、
構造部材の材料の改良に努めてきた。
【０００３】このようにして、粒界腐食の発生はかなり
のレベルまで低減できる。しかし、軽水炉内の構造物の
一つである炉心シュラウド等の大型構造物では、一枚の
鋼板だけを加工しただけでは作製できず、必ず鋼板同士
を何組も溶接により接合し、全体の構造物を組み上げる
ことになる。この場合、溶接部の近くには必ず、溶接熱
影響部（以下ＨＡＺとよぶ）が生じ、熱の影響により、
炭素が局所的に濃化した、いわゆる、鋭敏化領域が生ま
れ、粒界腐食の発生頻度が高くなる。特に、軽水炉の稼
働後は、炉心シュラウド等は、高温水中で中性子照射が
なされる環境で使用されることになる。この場合、鋭敏
化領域では粒界腐食の発生頻度がかなり高くなるため、
何らかの予防保全対策により、軽水炉の安全性を常に維
持することが必要となっている。このような予防保全策
として、特開平5−148674 号公報に開示されている貴金
属のコーティング法や、特開平5−255832 号公報に開示
されている耐食合金のクラッディング法等が効果的であ
る。
のレベルまで低減できる。しかし、軽水炉内の構造物の
一つである炉心シュラウド等の大型構造物では、一枚の
鋼板だけを加工しただけでは作製できず、必ず鋼板同士
を何組も溶接により接合し、全体の構造物を組み上げる
ことになる。この場合、溶接部の近くには必ず、溶接熱
影響部（以下ＨＡＺとよぶ）が生じ、熱の影響により、
炭素が局所的に濃化した、いわゆる、鋭敏化領域が生ま
れ、粒界腐食の発生頻度が高くなる。特に、軽水炉の稼
働後は、炉心シュラウド等は、高温水中で中性子照射が
なされる環境で使用されることになる。この場合、鋭敏
化領域では粒界腐食の発生頻度がかなり高くなるため、
何らかの予防保全対策により、軽水炉の安全性を常に維
持することが必要となっている。このような予防保全策
として、特開平5−148674 号公報に開示されている貴金
属のコーティング法や、特開平5−255832 号公報に開示
されている耐食合金のクラッディング法等が効果的であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】水中構造物の表面に高
耐食性の皮膜をコーティング形成する場合、溶射法等の
コーティング法では施工方法に制約が多いことや、膜質
に安定性がないなどの課題が多く、また製造コストも高
いため、もっと簡便で安価な方法が要求されていた。
耐食性の皮膜をコーティング形成する場合、溶射法等の
コーティング法では施工方法に制約が多いことや、膜質
に安定性がないなどの課題が多く、また製造コストも高
いため、もっと簡便で安価な方法が要求されていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】また、被加工物はステン
レス鋼，ニッケル基合金，鉄基合金及びコバルト基合金
のうちのいずれかであることが好ましい。
レス鋼，ニッケル基合金，鉄基合金及びコバルト基合金
のうちのいずれかであることが好ましい。
【０００６】また、微細粒子の表面層はめっき法により
形成されることが好ましい。
形成されることが好ましい。
【０００７】また、微細粒子の表面層がクロム，モリブ
デン，タングステン，白金，パラジウム，ジルコニウ
ム，チタニウム，タンタル，ハフニウム、及びバナジウ
ムの群から選ばれた少なくとも１種の金属成分を含むこ
とが好ましい。
デン，タングステン，白金，パラジウム，ジルコニウ
ム，チタニウム，タンタル，ハフニウム、及びバナジウ
ムの群から選ばれた少なくとも１種の金属成分を含むこ
とが好ましい。
【０００８】また、微細粒子の表面層がクロム，モリブ
デン，タングステン，白金，パラジウム，ジルコニウ
ム，チタニウム，タンタル，ハフニウム、及びバナジウ
ムの群から選ばれた少なくとも１種の金属成分が、合計
で１０重量％以下である合金からなることが好ましい。
デン，タングステン，白金，パラジウム，ジルコニウ
ム，チタニウム，タンタル，ハフニウム、及びバナジウ
ムの群から選ばれた少なくとも１種の金属成分が、合計
で１０重量％以下である合金からなることが好ましい。
【０００９】
【作用】本発明はこのように構成され、母材成分が同一
で添加元素のみが異なる溶射粉末が提供できるため、材
料の特性の安定性が高い。また添加元素のめっき厚さを
変えるだけで、添加量をユーザ側で任意に変えることが
できる。
で添加元素のみが異なる溶射粉末が提供できるため、材
料の特性の安定性が高い。また添加元素のめっき厚さを
変えるだけで、添加量をユーザ側で任意に変えることが
できる。
【００１０】
【実施例】本発明の高耐食性皮膜の形成法について図１
を用いて説明する。図１に示すような軽水炉の圧力容器
中の炉心シュラウド（ステンレス鋼製）２の耐食性を向
上させるため、高耐食性皮膜を炉心シュラウド表面に形
成する。この作業は、軽水炉の定期点検の機会を利用
し、燃料集合体及び制御棒を外部に取り出した状態で作
業を行った。給水入口３より、表面処理液を注入し、炉
内に蓄えられたジェットポンプ４により、容器内に取り
込まれた表面処理液５を撹拌した。
を用いて説明する。図１に示すような軽水炉の圧力容器
中の炉心シュラウド（ステンレス鋼製）２の耐食性を向
上させるため、高耐食性皮膜を炉心シュラウド表面に形
成する。この作業は、軽水炉の定期点検の機会を利用
し、燃料集合体及び制御棒を外部に取り出した状態で作
業を行った。給水入口３より、表面処理液を注入し、炉
内に蓄えられたジェットポンプ４により、容器内に取り
込まれた表面処理液５を撹拌した。
【００１１】
【表１】
【００１２】続いて、炉内にある炉心シュラウドの内壁
にコーティングされるようにした。表面処理を終えると
用いた表面処理液を再循環水出口より取りだした。
にコーティングされるようにした。表面処理を終えると
用いた表面処理液を再循環水出口より取りだした。
【００１３】図２はその結果を示している。
【００１４】図２の６は表面処理前の母材のステンレス
合金（SUS316L ）の腐食電位、図２の６は表面処理後の
電位を示している。この実験は高温水（２８５℃）中で
溶存水素量を変化させた場合の腐食電位を測定した結果
である。いずれの場合でも、水素量の増加とともに腐食
電位は低下するが、表面処理前の母材では−１００ｍＶ
まで降下させるのが限界である。一方、表面処理した場
合は水素注入量が２５ppm以上となると、急激に腐食電
位が低下した。ステンレス合金（SUS316L）を、例え
ば、原子力発電プラントの炉内構造物として、使用する
場合の応力腐食割れの発生がみられる限界の電位は、キ
ム(Young−Jim Kim）等が文献「Journalof Metals，Apr
il（１９９２），第１７頁」に記載されているように約
−２００ｍｖ〜−３００ｍｖである。このことから、本
発明の表面処理されたステンレス合金により、母材金属
よりも腐食電位を低減でき、耐食性の向上が図れること
を確認した。
合金（SUS316L ）の腐食電位、図２の６は表面処理後の
電位を示している。この実験は高温水（２８５℃）中で
溶存水素量を変化させた場合の腐食電位を測定した結果
である。いずれの場合でも、水素量の増加とともに腐食
電位は低下するが、表面処理前の母材では−１００ｍＶ
まで降下させるのが限界である。一方、表面処理した場
合は水素注入量が２５ppm以上となると、急激に腐食電
位が低下した。ステンレス合金（SUS316L）を、例え
ば、原子力発電プラントの炉内構造物として、使用する
場合の応力腐食割れの発生がみられる限界の電位は、キ
ム(Young−Jim Kim）等が文献「Journalof Metals，Apr
il（１９９２），第１７頁」に記載されているように約
−２００ｍｖ〜−３００ｍｖである。このことから、本
発明の表面処理されたステンレス合金により、母材金属
よりも腐食電位を低減でき、耐食性の向上が図れること
を確認した。
【００１５】
【発明の効果】母材成分が同一で添加元素のみが異なる
溶射粉末が提供できるため、材料の特性の安定性が高
い。また添加元素のめっき厚さを変えるだけで、添加量
をユーザ側で任意に変えることができる。
溶射粉末が提供できるため、材料の特性の安定性が高
い。また添加元素のめっき厚さを変えるだけで、添加量
をユーザ側で任意に変えることができる。
【図１】本発明の耐食性金属めっきを施した溶射用粉末
の作製法を示す断面図。
の作製法を示す断面図。
２…炉心シュラウド、３…給水入口、４…ジェットポン
プ、５…表面処理液。
プ、５…表面処理液。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤星 晴夫 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 佐通 祐一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】ステンレス鋼の不働体皮膜を構成する元素
群よりも、イオン化傾向の低い高耐食性の元素を含有す
る液体中にステンレス鋼材を浸漬することにより、前記
ステンレス鋼材の表面に前記高耐食性の元素から成る皮
膜を形成することを特徴とする高耐食皮膜の形成法。 - 【請求項２】請求項１に記載の前記ステンレス鋼材が水
中構造物の一部もしくは全部である高耐食皮膜の形成
法。 - 【請求項３】請求項１に記載の前記高耐食性の元素が白
金族元素の群から選ばれた少なくとも１種の金属成分を
含む高耐食皮膜の形成法。 - 【請求項４】請求項１に記載の前記ステンレス鋼材が原
子炉中の水中構造物の一部もしくは全部である高耐食皮
膜の形成法。 - 【請求項５】請求項１に記載の前記イオン化傾向の低い
高耐食性の元素を含有する液体中にキレート化合物を含
む高耐食皮膜の形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7148533A JPH095488A (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 高耐食性皮膜の形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7148533A JPH095488A (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 高耐食性皮膜の形成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH095488A true JPH095488A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15454912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7148533A Pending JPH095488A (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 高耐食性皮膜の形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH095488A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009042111A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 腐食電位センサ |
-
1995
- 1995-06-15 JP JP7148533A patent/JPH095488A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009042111A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 腐食電位センサ |
| JP4709191B2 (ja) * | 2007-08-09 | 2011-06-22 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 腐食電位センサ |
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