報告書番号

N12023

タイトル（和文）

コンクリートキャスク方式による使用済燃料貯蔵の実用化研究－304L, 316Lステンレス鋼の塩化物応力腐食割れ感受性評価－

タイトル（英文）

Study on Interim Storage of Spent Nuclear Fuel by Concrete Cask for Practical Use - Feasibility Study on Prevention of Chloride Induced Stress Corrosion Cracking for Type304L, 316L Stainless Steel Canister-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

SUS304L汎用オーステナイト系ステンレス鋼製コンクリートキャスクキャニスタの実用化には、キャニスタ表面に塩分が付着した時に発生する応力腐食割れに起因する密封機能の喪失を防ぐ技術的な課題がある。
そのため、本研究では、汎用オーステナイト系ステンレス鋼（SUS304L,316L）を用いてSCC試験を行うことにより、SCC発生限界塩分濃度の閾値や、溶接残留応力改善処理(たとえば、ジルコニアショットピーニング(ZSP))がSCC発生防止に及ぼす効果の解明を目的にした。結果は以下に示す通りとなった。
(1)相対湿度35％、温度50℃、試験時間5000時間での、SUS316L材のSCC発生限界塩分濃度の閾値は、4g/m2 as Clであった。一方、実機相当の表面研磨施工を施した場合は閾値が2g/m2 as Clまで低下した。
(2) SUS304L製モックアップキャニスタ表面に4g/m2 as Clの塩分を付着させ、温度80℃、相対湿度35％の加速条件下で2000時間保持したSCC試験を実施した。その結果、ZSPを施工した溶接線近傍には圧縮応力が付与され、SCCの発生はなく、応力改善処理の有効性を確認した。

概要 （英文）

For the practical application of multi-purpose canisters (MPCs) made of austenite stainless steel for the concrete cask storage system, there are technical issues for containment function to prevent the initiation of chloride induced stress corrosion cracking (SCC) under salty air environment. Therefore, the purpose of this study is to clarify the critical salt density to initiate SCC and the effect that the reduction treatment of weld residual stress (e.g. Zirconia Shot Peening (ZSP)) affects the prevention of SCC by the SCC test using the 304 and 316 type L-grade austenite stainless steels.The results obtained are as follows;
(1)The minimum threshold of salt for SCC initiation could be 4 g/m2 as Cl under the condition of the temperatures of 50 degrees Celsius and the relative humidity (RH) of 35% with the 316 type L-grade austenite stainless steel used over 5000hr. However, the threshold could be reduced to 2 g/m2 as Cl under the actual equipment surface condition corresponding to the conventional stainless steel MPC.
(2)An accelerated corrosion test was performed using mock-up MPC made of Type 304L, in which the salt concentration on the surface of weld lines was kept to 4g/m2 as Cl. A test condition was set the temperature to 80 degrees Celsius and the relative humidity (RH) to 35% over 2000hours. As the result of the test, SCC on the surface-treated weld line by ZSP didn't occur because of the compressed stress induced appropriately, therefore the validity of surface treatment techniques was confirmed.

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