[发明专利]含Cr奥氏体合金管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及即使在高温水环境下长期使用、Ni的溶出也少的含Cr奥氏体合金管及其制造方法，特别涉及适于原子能发电厂用部件等用途的含Cr奥氏体合金管及其制造方法。

背景技术

含Cr奥氏体合金管由于机械性质优异，因此用作各种部件。尤其是原子反应堆的部件由于暴露于高温水中，因此使用耐腐蚀性优异的含Cr奥氏体合金管。例如，加压水型原子反应堆(PWR)的蒸气发生器部件使用60%Ni-30%Cr-10%Fe合金等。

这些部件可在作为原子反应堆的锅炉水环境的300℃左右的高温水环境下使用数年至数十年。用作原子能发电厂用的蒸气发生器用传热管的含Cr奥氏体合金管，含有大量的Ni、耐腐蚀性优异而腐蚀速度慢，但是会由于长期使用而微量的Ni从母材中溶出。

所溶出的Ni在锅炉水循环过程中被运送到堆芯部，在燃料附近受到中子的照射。Ni受到中子照射时，会因核反应而转变为放射性Co。该放射性Co由于半衰期非常长，因此长期连续释放放射线。因此，如果Ni的溶出量增多，则由于直至所释放的放射线量降低至适当值之前不能着手定期检查，定期检查的期间延长，结果蒙受经济损失。

减少照射剂量在长期使用轻水慢化反应堆方面是非常重要的课题。因此，目前采用了通过改善材料方面的耐腐蚀性、控制原子反应堆水的水质来防止含Cr奥氏体合金管中的Ni的溶出的对策。

专利文献1中公开了在10^-2～10^-4Torr(托)的真空度气氛中，在400～750℃的温度区域对Ni基合金传热管进行退火，形成以铬氧化物为主体的氧化物覆膜，从而改善耐全面腐蚀性的方法。

专利文献2中公开了在Ni基析出强化型合金的固溶处理后，在10^-3托～大气压空气下的氧化气氛中实施同时进行时效硬化处理和氧化物覆膜形成处理中的至少一部分而进行的加热处理的原子能发电厂用部件的制造方法。

专利文献3中公开了在露点为－60℃～＋20℃的氢气或者氢气与氩气的混合气氛中对Ni基合金产品进行热处理的Ni基合金产品的制造方法。

专利文献4中公开了将含有Ni和Cr的合金工件暴露于水蒸气和至少一种非氧化性气体的气体混合物中，而形成铬富化层的方法。

专利文献5中，作为在Ni基合金管的内表面确实且高效地生成高温水环境下抑制Ni溶出的2层结构的氧化物覆膜的热处理方法，公开了如下热处理方法：在连续式热处理炉的出口侧设置至少2台气体供给装置，或者在出口侧和入口侧分别设置1台气体供给装置，使用这些气体供给装置中的1台和贯穿炉内的气体导入管，向装入到热处理炉之前的工件管的内部，从其行进方向的前端侧供给由露点处于－60℃至＋20℃范围内的氢气或者氢气与氩气的混合气体组成的气氛气体的同时，将管装入到炉中，在650～1200℃下保持1～1200分钟，此时，当管的前端到达炉的出口侧后，将向管内部供给的气氛气体转换为由其它气体供给装置进行供给，重复以上操作。

专利文献6中公开了通过在由二氧化碳气体组成的加热处理气氛、或者由0.0001Vol.(体积)%以上的二氧化碳气体与99.9999体积%以下的氢气及99.9999体积%以下的稀有气体中的至少一种组成的气氛中处理Ni基合金，而在Ni基合金表面上形成包含铬氧化物的氧化物覆膜的制造方法。

专利文献7和8中公开了通过在由含有二氧化碳的非氧化性气体组成的气氛中处理含Cr镍基合金管，而在管内表面形成具有规定厚度的铬氧化物覆膜的制造方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭64-55366号公报

专利文献2：日本特开平8-29571号公报

专利文献3：日本特开2002-121630号公报

专利文献4：日本特开2002-322553号公报

专利文献5：日本特开2003-239060号公报

专利文献6：日本特开2006-111902号公报

专利文献7：日本特开2007-284704号公报

专利文献8：国际公开第2007/119706号公报

发明内容

发明要解决的问题