人工海塩粒子を滴下した中間貯蔵用高耐食性ステンレス鋼の高温湿潤環境中での応力腐食割れ感受性

摘要

中間貯蔵施設に用いるコンクリートキャスクのキャニスタは，長期間にわたる貯蔵期間の後期には海塩粒子を含む湿潤環境下にさらされる。 このため，候補材として耐食性が高く，かつ20～50mmの幅広の熱間圧延材の現状の技術で製造が可能な2相ステンレス鋼（材料D）およびオーステナイト系スーパーステンレス鋼（材料A）を候補材として選定した。 そこで長期間での耐SCC性を確認するため，M．Mayuzumiらによって実施された最長16000hに及ぶ高温湿潤環境で長期ばく露中に破断は生じなかったものの侵食が見られた走荷重応力腐食割れ試験片をもらい受け，SCCのき裂発生及び進展データの採取を実施し，基礎データを得ることとした。 得られた結果は以下のとおりである。 1）微小なSCCが観察されたのは，D材·A材とも80°Cだけで，実機で実際に渥る温度と予想される70及び60°Cでのき裂発生はなかった。 き裂発生は前者が15000hで1.1σ_y以上，後者は1000h以上で1.5σ_yの高応力負荷材だけであった。 2）両材ともき袈進展速度は非常に遅い。 3）SCCが認められた試験片の破面観察から，SCCの発生条件であるK_(1 SCC)を計算すると本研究ではD材が7MPam~(1/2)程度，A材が5MPam~(1/2)程度であった。