JPH10170693A - 原子炉配管の耐腐食割れ性向上法 - Google Patents
原子炉配管の耐腐食割れ性向上法Info
- Publication number
- JPH10170693A JPH10170693A JP8333338A JP33333896A JPH10170693A JP H10170693 A JPH10170693 A JP H10170693A JP 8333338 A JP8333338 A JP 8333338A JP 33333896 A JP33333896 A JP 33333896A JP H10170693 A JPH10170693 A JP H10170693A
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- pipe
- cooling water
- piping
- corrosion cracking
- cracking resistance
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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
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】炭素鋼配管内及び特に配管溶接継手部近傍に残
留停滞した冷却水を完全に除去する処理を施すことによ
り、炭素鋼配管及び炭素鋼溶接配管・機器の耐腐食割れ
性を向上する。 【解決手段】原子力プラントの配管部及び配管溶接継手
部において、運転を停止し、冷却材供給系の水抜き処理
後、配管内部に停滞した冷却水を完全に蒸発除去する処
理を施すことを特徴とする原子炉配管及び配管溶接継手
部の耐腐食割れ性向上法。
留停滞した冷却水を完全に除去する処理を施すことによ
り、炭素鋼配管及び炭素鋼溶接配管・機器の耐腐食割れ
性を向上する。 【解決手段】原子力プラントの配管部及び配管溶接継手
部において、運転を停止し、冷却材供給系の水抜き処理
後、配管内部に停滞した冷却水を完全に蒸発除去する処
理を施すことを特徴とする原子炉配管及び配管溶接継手
部の耐腐食割れ性向上法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は原子炉配管の耐腐食
割れ性向上法に関する。
割れ性向上法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＢＷＲの炉廻り配管や機器には炭素鋼が
多数使用されている。従来、炭素鋼はＢＷＲの炉水環境
では一般的に良好な耐食性を示し、信頼性の高い材料と
して実機プラントにおいて良好な実績を重ねている。し
かし、近年実験室的に炭素鋼に応力腐食割れ（ＳＣＣ）
と考えられる現象が認められている。本発明は最も近い
公知例としては特開昭56−10596 号がある。また、炭素
鋼の高温純水ＳＣＣに関する例は特開平6−299233 号に
見られる。
多数使用されている。従来、炭素鋼はＢＷＲの炉水環境
では一般的に良好な耐食性を示し、信頼性の高い材料と
して実機プラントにおいて良好な実績を重ねている。し
かし、近年実験室的に炭素鋼に応力腐食割れ（ＳＣＣ）
と考えられる現象が認められている。本発明は最も近い
公知例としては特開昭56−10596 号がある。また、炭素
鋼の高温純水ＳＣＣに関する例は特開平6−299233 号に
見られる。
【０００３】炭素鋼配管及び炭素鋼溶接継手配管・機器
のＳＣＣ発生要因究明並びに防止技術の確立は原子力プ
ラントの信頼性を確保する上で重要である。
のＳＣＣ発生要因究明並びに防止技術の確立は原子力プ
ラントの信頼性を確保する上で重要である。
【０００４】本発明はＢＷＲにおいて運転を停止し冷却
材供給系の水抜き処理後、配管内部に停滞した冷却水を
完全に除去する処理を施すことにより、原子炉配管及び
配管溶接継手部の耐腐食割れ性を向上することを特徴と
している。
材供給系の水抜き処理後、配管内部に停滞した冷却水を
完全に除去する処理を施すことにより、原子炉配管及び
配管溶接継手部の耐腐食割れ性を向上することを特徴と
している。
【０００５】従来は原子炉を停止させた後、機器（ポン
プ，弁等）の取替えや補修あるいは配管の洗浄等を含む
点検が必要となった場合に点検箇所の近くに設置された
弁を閉じて、点検箇所を冷却材供給系統から隔離し、各
配管内の冷却材をドレン配管を用いて除去する処理を施
していた。しかし、水抜き処理を施しても配管内溶接継
手部近傍には冷却水が残留停滞し、完全に冷却水を除去
するには至らなかった。そのため乾燥空気等を管内に循
環させて管内を乾燥させる処理を施していた（特開昭56
−101596号）。しかし、この処理を施しても配管内溶接
継手部近傍の冷却水を完全に乾燥除去することは困難で
あった。本発明の目的は従来技術の欠点を解決し、原子
炉配管の耐腐食割れ性を向上することである。
プ，弁等）の取替えや補修あるいは配管の洗浄等を含む
点検が必要となった場合に点検箇所の近くに設置された
弁を閉じて、点検箇所を冷却材供給系統から隔離し、各
配管内の冷却材をドレン配管を用いて除去する処理を施
していた。しかし、水抜き処理を施しても配管内溶接継
手部近傍には冷却水が残留停滞し、完全に冷却水を除去
するには至らなかった。そのため乾燥空気等を管内に循
環させて管内を乾燥させる処理を施していた（特開昭56
−101596号）。しかし、この処理を施しても配管内溶接
継手部近傍の冷却水を完全に乾燥除去することは困難で
あった。本発明の目的は従来技術の欠点を解決し、原子
炉配管の耐腐食割れ性を向上することである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のプラント運転停
止時においては、停止後冷却材供給系の水抜き(ドレン)
処理を施しても炭素鋼配管内に冷却水の停滞部が存在
し、局部腐食によりその停滞部の腐食が進行し、その部
位がプラントの運転起動・停止時の熱応力や変動応力の
重畳・繰り返しより腐食割れ（ＳＣＣ）に対して敏感に
なるという可能性については配慮されておらず、運転中
あるいは運転起動・停止時に炭素鋼配管及び炭素鋼溶接
継手配管・機器に腐食割れ発生の可能性があった。特
に、溶接継手部においては、従来の水抜き・乾燥処理を
施しても、溶接継手部近傍の冷却水を完全に除去するこ
とは不可能であった。
止時においては、停止後冷却材供給系の水抜き(ドレン)
処理を施しても炭素鋼配管内に冷却水の停滞部が存在
し、局部腐食によりその停滞部の腐食が進行し、その部
位がプラントの運転起動・停止時の熱応力や変動応力の
重畳・繰り返しより腐食割れ（ＳＣＣ）に対して敏感に
なるという可能性については配慮されておらず、運転中
あるいは運転起動・停止時に炭素鋼配管及び炭素鋼溶接
継手配管・機器に腐食割れ発生の可能性があった。特
に、溶接継手部においては、従来の水抜き・乾燥処理を
施しても、溶接継手部近傍の冷却水を完全に除去するこ
とは不可能であった。
【０００７】本発明は炭素鋼配管内及び特に配管溶接継
手部近傍に残留停滞した冷却水を完全に除去する処理を
施すことにより、炭素鋼配管及び炭素鋼溶接配管・機器
の耐腐食割れ性を向上することを目的としている。
手部近傍に残留停滞した冷却水を完全に除去する処理を
施すことにより、炭素鋼配管及び炭素鋼溶接配管・機器
の耐腐食割れ性を向上することを目的としている。
【０００８】本発明によれば、本来有する優れた特性を
損うことなく耐腐食割れ性に優れたＢＷＲ用炭素鋼配管
並びに炭素鋼溶接構造物が提供できる。
損うことなく耐腐食割れ性に優れたＢＷＲ用炭素鋼配管
並びに炭素鋼溶接構造物が提供できる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、運転停止後に配管内に停滞した冷却水を完全に取り
除く処理を施し、冷却水が停滞することにより発生する
可能性のある冷却水停滞部の局部腐食を防止したもので
ある。
に、運転停止後に配管内に停滞した冷却水を完全に取り
除く処理を施し、冷却水が停滞することにより発生する
可能性のある冷却水停滞部の局部腐食を防止したもので
ある。
【００１０】配管には部位によって、運転停止後冷却材
のドレン処理を施しても冷却水が停滞する。
のドレン処理を施しても冷却水が停滞する。
【００１１】配管内部に停滞した冷却水を除去する処理
方法としては、冷却水が停滞している配管内部位に熱
風を送り込む方法，冷却水が停滞している部位を管外
面より加熱コイルにより加熱する方法及び冷却水が停
滞している部位に管外面より熱風を吹き付ける方法が有
効である。
方法としては、冷却水が停滞している配管内部位に熱
風を送り込む方法，冷却水が停滞している部位を管外
面より加熱コイルにより加熱する方法及び冷却水が停
滞している部位に管外面より熱風を吹き付ける方法が有
効である。
【００１２】では５０℃以上（２００℃〜３００℃）
の熱を５００cc／sec 以上の風速で送り込む。では加
熱コイルで管外面部を１００℃以上２００℃〜３００℃
に加熱する。での熱風温度は１００℃以上（２００℃
〜３００℃）としてその時の風速を５００cc／sec 以上
とする。
の熱を５００cc／sec 以上の風速で送り込む。では加
熱コイルで管外面部を１００℃以上２００℃〜３００℃
に加熱する。での熱風温度は１００℃以上（２００℃
〜３００℃）としてその時の風速を５００cc／sec 以上
とする。
【００１３】炭素鋼配管内に冷却水が停滞するとその部
位は配管（Ｆｅ）と冷却水(Ｈ2Ｏ）が接触してＦｅ＋Ｈ
2Ｏ→ＦｅＯＨ＋Ｈ+の反応が生じ、その部位はＦｅの溶
け出しとＨ+ の発生によりｐＨが低下すると共に高電導
度領域となる。このため、その部位では局部的な腐食が
経時的に進行する環境となる。
位は配管（Ｆｅ）と冷却水(Ｈ2Ｏ）が接触してＦｅ＋Ｈ
2Ｏ→ＦｅＯＨ＋Ｈ+の反応が生じ、その部位はＦｅの溶
け出しとＨ+ の発生によりｐＨが低下すると共に高電導
度領域となる。このため、その部位では局部的な腐食が
経時的に進行する環境となる。
【００１４】一般に炭素鋼は耐食性材料であることか
ら、原子炉停止時に配管内に冷却水の停滞部が認められ
ても腐食割れに対して十分な裕度を有していると考えら
れている。しかし、配管内部に冷却水の停滞部があると
局部腐食の進行と起動・停止時の熱応力や変動応力の重
畳により腐食割れが生じ得る可能性がある。従って、原
子炉配管の安全性及び信頼性を確保するためには運転停
止時に停滞する冷却水を完全に除去することが必要とな
る。
ら、原子炉停止時に配管内に冷却水の停滞部が認められ
ても腐食割れに対して十分な裕度を有していると考えら
れている。しかし、配管内部に冷却水の停滞部があると
局部腐食の進行と起動・停止時の熱応力や変動応力の重
畳により腐食割れが生じ得る可能性がある。従って、原
子炉配管の安全性及び信頼性を確保するためには運転停
止時に停滞する冷却水を完全に除去することが必要とな
る。
【００１５】本発明は腐食割れ発生要因を完全に取り除
く処理技術で、本発明の適用により原子炉用炭素鋼配管
継手部及び溶接配管機器の耐腐食割れ性を向上すること
ができる。
く処理技術で、本発明の適用により原子炉用炭素鋼配管
継手部及び溶接配管機器の耐腐食割れ性を向上すること
ができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を説明す
る。
る。
【００１７】〈実施例１〉供試材は市販の炭素鋼で表１
に化学組成を示す。試験条件は次のとおりである。
に化学組成を示す。試験条件は次のとおりである。
【００１８】
【表１】
【００１９】・腐食割れ試験：ＳＳＲＴ（低ひずみ速度
引張）試験 ・試験温度 ：８０℃ ・隙間形成材 ：グラファイトウール ・バルク電導度：０.０７μＳ／cm，７.２μＳ／cm（循
環水，ＤＯ：８ppm）（大気開放） ・評価 ：最大腐食割れ破面率（％） 表２は試験結果をまとめて示す。
引張）試験 ・試験温度 ：８０℃ ・隙間形成材 ：グラファイトウール ・バルク電導度：０.０７μＳ／cm，７.２μＳ／cm（循
環水，ＤＯ：８ppm）（大気開放） ・評価 ：最大腐食割れ破面率（％） 表２は試験結果をまとめて示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】試験条件でバルク電導度：０.０７μＳ／c
m は冷却水の停滞が無い時の状態を模擬したもので、バ
ルク電導率が７.２μＳ／cm の場合は冷却水が停滞した
状態を模擬したものである。表２は試験結果をまとめて
示す。通常の冷却水の停滞が無い条件（バルク電導率：
０.０７μＳ／cm)では腐食割れの発生は全く認められな
い。それに対して冷却水が停滞し、高電導度領域となる
条件を模擬した試験条件（バルク電導率：７.２μＳ／c
m)では全ての試験片に腐食割れの発生が認められた。こ
の結果、配管内部に冷却水が停滞して停滞部の電導度が
高くなると腐食割れ感受性が高くなることを示してい
る。従って、本結果から原子炉運転停止時に配管内部に
冷却水が停滞していると、その部位はＦｅ＋Ｈ2Ｏ→Ｆ
ｅＯＨ＋Ｈ+の反応によりＦｅの溶け出しとＨ+ の発生
により高電導度領域になるため、局部腐食が進行し腐食
割れ感受性が高くなることが示唆されるので、原子炉配
管の耐腐食割れ性を向上するためには運転停止時におい
て配管内に停滞した冷却水を加熱処理により完全に蒸発
除去させることが有効である。
m は冷却水の停滞が無い時の状態を模擬したもので、バ
ルク電導率が７.２μＳ／cm の場合は冷却水が停滞した
状態を模擬したものである。表２は試験結果をまとめて
示す。通常の冷却水の停滞が無い条件（バルク電導率：
０.０７μＳ／cm)では腐食割れの発生は全く認められな
い。それに対して冷却水が停滞し、高電導度領域となる
条件を模擬した試験条件（バルク電導率：７.２μＳ／c
m)では全ての試験片に腐食割れの発生が認められた。こ
の結果、配管内部に冷却水が停滞して停滞部の電導度が
高くなると腐食割れ感受性が高くなることを示してい
る。従って、本結果から原子炉運転停止時に配管内部に
冷却水が停滞していると、その部位はＦｅ＋Ｈ2Ｏ→Ｆ
ｅＯＨ＋Ｈ+の反応によりＦｅの溶け出しとＨ+ の発生
により高電導度領域になるため、局部腐食が進行し腐食
割れ感受性が高くなることが示唆されるので、原子炉配
管の耐腐食割れ性を向上するためには運転停止時におい
て配管内に停滞した冷却水を加熱処理により完全に蒸発
除去させることが有効である。
【００２２】〈実施例２〉実施例２では具体的加熱処理
技術について図１により説明する。実施例１で明らかに
示したとおり、特に本発明が対象としている炭素鋼配管
溶接継手部近傍の腐食割れを防止するために有効な処理
技術は配管内部に停滞した冷却水をどのようにして除去
するかという点にある。図２（ａ）は配管内部に熱風を
送り込んで停滞水を蒸発除去する技術である。この場
合、熱風温度は５０℃以上とし、風速は５００cc／sec
以上とすることが好ましい。図２（ｂ）は冷却水が停滞
している部位を管外面から加熱体（加熱コイル）をもっ
て加熱して配管内部の停滞水を蒸発除去する技術であ
る。この場合、配管外面の加熱温度は停滞水が蒸発する
１００℃以上とし、具体的には２００℃〜３００℃程度
の温度にすることが好ましい。図２(ｃ)は冷却水が停滞
している部位を管外面から熱風を吹き付けることで配管
内部の停滞水を蒸発除去する。この場合、熱風温度は１
００℃以上とし、風速は５００cc／sec 以上とすること
が好ましい。この場合も熱風温度は２００℃〜３００℃
が良好である。これらの技術はＢＷＲ炭素鋼配管及び炭
素鋼溶接継手配管・機器への適用が有効であり、本実施
例によればＢＷＲ運転中における炭素鋼の耐腐食割れ性
が向上し、プラントの長寿命化が図れるので安全性や経
済性の点においても効果がある。
技術について図１により説明する。実施例１で明らかに
示したとおり、特に本発明が対象としている炭素鋼配管
溶接継手部近傍の腐食割れを防止するために有効な処理
技術は配管内部に停滞した冷却水をどのようにして除去
するかという点にある。図２（ａ）は配管内部に熱風を
送り込んで停滞水を蒸発除去する技術である。この場
合、熱風温度は５０℃以上とし、風速は５００cc／sec
以上とすることが好ましい。図２（ｂ）は冷却水が停滞
している部位を管外面から加熱体（加熱コイル）をもっ
て加熱して配管内部の停滞水を蒸発除去する技術であ
る。この場合、配管外面の加熱温度は停滞水が蒸発する
１００℃以上とし、具体的には２００℃〜３００℃程度
の温度にすることが好ましい。図２(ｃ)は冷却水が停滞
している部位を管外面から熱風を吹き付けることで配管
内部の停滞水を蒸発除去する。この場合、熱風温度は１
００℃以上とし、風速は５００cc／sec 以上とすること
が好ましい。この場合も熱風温度は２００℃〜３００℃
が良好である。これらの技術はＢＷＲ炭素鋼配管及び炭
素鋼溶接継手配管・機器への適用が有効であり、本実施
例によればＢＷＲ運転中における炭素鋼の耐腐食割れ性
が向上し、プラントの長寿命化が図れるので安全性や経
済性の点においても効果がある。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、ＢＷＲ炉水環境におい
て良好な耐腐食割れ性を有する炭素鋼機器及び炭素鋼溶
接構造物が提供できるので、ＢＷＲの安全性が確保さ
れ、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。
て良好な耐腐食割れ性を有する炭素鋼機器及び炭素鋼溶
接構造物が提供できるので、ＢＷＲの安全性が確保さ
れ、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】ＢＷＲにおける炭素鋼の代表的な使用例を示す
系統図。
系統図。
【図２】溶接継手の説明図。
１…誘導電流発振器、２…配管、３…加熱コイル、４…
冷却水の停滞部。
冷却水の停滞部。
Claims (5)
- 【請求項１】原子力プラントの配管部及び配管溶接継手
部において、運転を停止し、冷却材供給系の水抜き処理
後、配管内部に停滞した冷却水を完全に蒸発除去する処
理を施すことを特徴とする原子炉配管及び配管溶接継手
部の耐腐食割れ性向上法。 - 【請求項２】請求項１の運転停止時に配管内部に停滞し
た冷却水を完全に除去する処理方法として、配管内に熱
風を送り込み管内部に停滞した冷却水を完全に除去する
原子炉配管及び配管溶接継手部の耐腐食割れ性向上法。 - 【請求項３】請求項２において、送り込む熱風温度は配
管内の停滞水を早期に蒸発させかつ冷却水停滞部を乾燥
させるために、５０℃以上とし、風速を５００cc／sec
以上とする原子炉配管及び配管溶接継手部の耐腐食割れ
性向上法。 - 【請求項４】請求項１の運転停止時に配管内部に停滞し
た冷却水を完全に除去する方法として、配管及び配管溶
接継手部外面に加熱体を設けて管外面を加熱することに
より配管内部に停滞した冷却水を完全に除去する原子炉
配管及び配管溶接継手部の耐腐食割れ性向上法。 - 【請求項５】請求項１の運転停止時に配管内部に停滞し
た冷却水を完全に除去する方法として、配管外面より熱
風を吹き付け管外面部を加熱することにより配管内部に
停滞した冷却水を完全に除去する原子炉配管の耐腐食割
れ性向上法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8333338A JPH10170693A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 原子炉配管の耐腐食割れ性向上法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8333338A JPH10170693A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 原子炉配管の耐腐食割れ性向上法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10170693A true JPH10170693A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18265002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8333338A Pending JPH10170693A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 原子炉配管の耐腐食割れ性向上法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10170693A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013148529A (ja) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | サンプリングガスの水素濃度測定装置 |
-
1996
- 1996-12-13 JP JP8333338A patent/JPH10170693A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013148529A (ja) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | サンプリングガスの水素濃度測定装置 |
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