(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
淡水環境における鉄系材料の腐食抑制方法であって、
淡水中に含まれる塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和が６．２ｍｅｑ／Ｌ以下の場合に、炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和が７４ｍｅｑ／Ｌ以上となるように、五ホウ酸イオンを共存させることを特徴とする鉄系材料の腐食抑制方法。
【請求項２】
前記鉄系材料が鉄、炭素鋼あるいは低合金鋼であることを特徴とする請求項１に記載の鉄系材料の腐食抑制方法。
【請求項３】
前記鉄系材料が、原子力発電所の原子炉圧力容器、原子炉格納容器、各種支持構造物および冷却水配管の構成材料であることを特徴とする請求項１または２に記載の鉄系材料の腐食抑制方法。
【請求項４】
前記五ホウ酸イオンが、淡水中に溶解させた五ホウ酸ナトリウムに由来することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鉄系材料の腐食抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の濃度以下の塩化物イオンと硫酸イオンを含有する淡水中での鉄系材料の腐食抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水は熱容量が大きく、安全で取り扱いやすいので、冷却や加熱のための熱媒体として広く用いられている。熱媒体として淡水（工業用水、水道水など）を使用した場合に生じる主な障害は腐食とファウリング（汚れ）である。したがって、淡水を冷却水として用いる系統で使用されている鉄系材料製の設備においては、腐食による損傷・劣化が代表的な経年劣化の一つであり、その対策として１９６０年代から様々な腐食抑制剤が開発されてきた。
【０００３】
腐食抑制剤は、その機能や化学構造などにより分類され、例えば、材料表面に形成される皮膜に注目して分類すると、不動態皮膜型、沈殿皮膜型および吸着皮膜型に分類される（非特許文献１参照）。これらの腐食抑制剤は、それぞれメリットおよびデメリットを有するため、使用する現場の状況や条件に適した腐食抑制剤が適宜採用される。
【０００４】
発電所の軸受冷却水系やエンジン冷却水系といった、淡水を使用する密閉冷却水系で用いられる炭素鋼製機器向けの腐食抑制剤としては、不動態皮膜型の亜硝酸塩やモリブデン酸塩、沈殿皮膜型の重合りん酸塩やホスホン酸塩などが用いられている。
【０００５】
原子力発電所の原子炉の一次冷却水には、純度が高く腐食性の小さい純水が用いられているため、通常、腐食抑制剤は使用されない。しかし、過酷事故や震災等により、純水による通常の燃料冷却機能が失われた場合などでは、腐食性の強い海水や淡水を冷却水として使用せざるを得ない場合がある。例えば、震災による津波で電源を失った福島第一原子力発電所では、原子炉や使用済燃料プールの緊急冷却のために海水が使用された。その後、淡水による冷却に切り替わり、浄化設備も設置され、徐々に冷却水の浄化が進んでいるが、一旦注入した海水成分を完全に取り去ることは難しく、通常の純水冷却よりも、塩化物イオンや硫酸イオンなどの腐食性イオンの濃度が高い淡水による冷却状態となっている。さらに、損傷した燃料（デブリ）から強い放射線が照射される特殊な環境となっている。このような状況の中、原子炉から燃料デブリを取り出すまでの数十年に渡って、原子炉内を安定的に冷却し続けなければならないため、淡水冷却水に接する原子炉圧力容器、原子炉格納容器、各種支持構造物および冷却水配管などの鉄系材料機器の腐食劣化を抑制することが重要な課題となっている。
【０００６】
ところが、従来より使用されてきた腐食抑制剤のうち、モリブデン酸塩は、塩化物イオン濃度が高い場合には腐食抑制効果が認められないことが判った。例えば、本発明者らが実施した試験では、塩化物イオン濃度が１００ｍｇ／Ｌの水（水道水基準の塩化物イオン濃度上限値の半分に相当する）に、モリブデン酸ナトリウムを３，０００ｍｇ／Ｌ添加しても、炭素鋼に対する腐食抑制効果が認められなかった。    
【０００７】
また、強い放射線環境では水が分解して過酸化水素などの強酸化性物質が多量に生成するため、腐食抑制剤の亜硝酸塩は硝酸塩に酸化され易い。酸化で生成した硝酸塩は腐食抑制効果を示さないので、亜硝酸塩の濃度が低下することで充分な腐食抑制効果が得られなくなる場合があり、長期に渡って充分な腐食抑制効果を期待できない。また、重合りん酸塩やホスホン酸塩などの有機化合物系の腐食抑制剤も放射線に曝される状況では分解により濃度が低下して充分な腐食抑制効果を発揮できなくなったり、有害な有機酸が生成して返って悪影響になる恐れがあり、やはり長期に渡って充分な腐食抑制効果を期待することができない。
【０００８】
過酷事故後の原子力プラントの各種構造材の海水や淡水による腐食を抑制する方法として、特許文献１には、腐食抑制剤として、五ホウ酸ナトリウム、モリブデン酸塩、タングステン酸塩から選ばれる１種あるいは２種以上の混合物を用い、冷却水に、五ホウ酸ナトリウムは０．００１〜０．０１ｍｏｌ／Ｌ、モリブデン酸塩あるいはタングステン酸塩は０．０１ｍｏｌ／Ｌ以下添加する方法が提案されている。しかしながら、鉄系材料にこれらの不動態皮膜型の腐食抑制剤を使用する場合は、腐食形態の変化に注意を払う必要がある。例えば、代表的な不動態皮膜型腐食抑制剤である亜硝酸塩の場合、その添加濃度が不足すると、全体の腐食減量は低下する一方で、局所的な腐食の進行速度が著しく増大する「局部腐食」形態に変化し、貫通損傷が起こりやすくなるため、これを防ぐための下限濃度が示される場合が多い。特許文献１では、腐食抑制効果を試験片全体の腐食減量のみで判定し、局部腐食形態にならないことを保証していないため、局部腐食による貫通漏洩を防ぐことができない恐れがある。
【０００９】
特許文献２には、特許文献１と同様の腐食抑制剤である、五ホウ酸ナトリウム、モリブデン酸塩、タングステン酸塩から選ばれる１種あるいは２種以上の混合物を用いるとともに、冷却水を脱気するとともに窒素ガスなどの不活性ガスを導入して溶存酸素を除去する方法が開示されている。しかしながら、特許文献２の方法も、腐食抑制効果を試験片全体の腐食減量のみで判定し、局部腐食形態にならないことを保証していないため、やはり局部腐食による貫通漏洩を防止できない恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３−０９２３９２号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９４２７４号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】「腐食防食ハンドブック、第６章  腐食環境の処理と腐食抑制剤」、腐食防食協会編、丸善株式会社
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、過酷事故や震災等により破損した原子力発電所の原子炉圧力容器、原子炉格納容器、各種支持構造物および冷却水配管の他、核燃料再処理施設、放射性物質を取り扱う研究機関や医療機関における設備・装置などを構成する炭素鋼などの鉄系材料の腐食を抑制する方法であって、冷却水として、通常の純水よりも塩化物イオンや硫酸イオンなどの腐食性イオンが多く含まれ、しかも放射線に曝される状況下にある淡水を用いても、鉄系材料の表面全体の腐食防止はもちろん、局所的な腐食による貫通漏洩の危険性をも防止し、長期間に亘って効果的に腐食を抑制できる、鉄系材料の腐食抑制方法を提供することを課題とする。
【００１３】
具体的には、冷却水として、水道水基準上限の２００ｍｇ／Ｌの塩化物イオン（５．６ｍｅｑ／Ｌに相当する）を含有する淡水を用いる場合を想定し、海水を１００倍に希釈した場合の塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和となる６．２ｍｅｑ／Ｌの淡水中で腐食を抑制できる、鉄系材料の腐食抑制方法を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、冷却水として用いる淡水中に五ホウ酸イオンを共存させることで腐食抑制効果が発現し、淡水中の塩化物イオンと硫酸イオンの当量和が６．２ｍｅｑ／Ｌの場合に、五ホウ酸イオンと炭酸水素イオンの当量和を７４ｍｅｑ／Ｌ以上とすることで、炭素鋼などの鉄系材料に対して、局部腐食の発生もなく、効果的に腐食を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
【００１６】
（１）淡水環境における鉄系材料の腐食抑制方法であって、
淡水中に含まれる塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和が６．２ｍｅｑ／Ｌ以下の場合に、炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和が７４ｍｅｑ／Ｌ以上となるように、五ホウ酸イオンを共存させることを特徴とする鉄系材料の腐食抑制方法。
（２）前記鉄系材料が鉄、炭素鋼あるいは低合金鋼であることを特徴とする前記（１）に記載の鉄系材料の腐食抑制方法。
（３）前記鉄系材料が、原子力発電所の原子炉圧力容器、原子炉格納容器、各種支持構造物および冷却水配管の構成材料であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の鉄系材料の腐食抑制方法。
（４）前記五ホウ酸イオンが、淡水中に溶解させた五ホウ酸ナトリウムに由来することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の鉄系材料の腐食抑制方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、冷却水に用いる淡水中に五ホウ酸イオンを共存させ、淡水中の塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和が６．２ｍｅｑ／Ｌ以下の場合に、炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和を７４ｍｅｑ／Ｌ以上とすることで、鉄系材料の表面全体が侵される均一腐食のみならず、局部腐食による貫通漏洩も防止できる。また、ホウ酸塩化合物は原子炉の緊急停止時の中性子吸収材として、あるいは核燃料の臨界防止材として古くから用いられており、五ホウ酸イオンは放射線に曝される状況下でも分解されないと考えられるため、過酷事故や震災などにより損傷を受けた原子力発電所の原子炉圧力容器、原子炉格納容器、各種支持構造物および冷却水配管などに用いられる炭素鋼などの鉄系材料の腐食を、長期間に渡って効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】炭素鋼の腐食形態の分類と記号ならびに腐食の状態を説明する図である。
【図２】塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和および炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和と炭素鋼の腐食形態の関係（浸漬温度２５℃）を示すグラフである。
【図３】塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和および炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和と炭素鋼の腐食形態の関係（浸漬温度５０℃）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、過酷事故や震災などにより損傷を受けた原子力発電所の原子炉圧力容器、原子炉格納容器、各種支持構造物および冷却水配管などを構成する炭素鋼などの鉄系材料の腐食を抑制するために、冷却水に用いる淡水中に五ホウ酸イオンを共存させることを特徴とする。
【００２０】
腐食抑制効果を、試験した材料の腐食減量のみで判定した場合には、全体の腐食減量は小さくても局所的に大速度で進行する局部腐食による貫通漏洩などを防止できない恐れがある。本発明では、腐食の状態を、図１に示すように、均一腐食、不均一腐食、局部腐食および不動態の４つの腐食形態に分類し、腐食抑制効果を判定した。
【００２１】
均一腐食は、淡水中における炭素鋼の通常の腐食形態であり、材料の表面全体においてほぼ均一な速度で腐食が進行する。進行速度は比較的遅いが、材料は確実に侵食されてゆく状態にある。
【００２２】
不均一腐食は、材料の表面で腐食する部位と腐食しない部位が明確に分かれる形態である。腐食する部位の面積が小さくなる分、深さ方向への腐食速度が均一腐食の場合より大きくなるのが一般的である。局部腐食は、不均一腐食の極端な例であって、材料表面の大半が腐食していないにもかかわらず、局所的に腐食が進行する形態である。腐食部位の面積が非常に小さいため、深さ方向への腐食速度が桁違いに大きくなる。淡水環境における炭素鋼配管の腐食損傷事例の大半は、この不均一腐食または局部腐食による貫通漏洩損傷である。
【００２３】
不動態は、材料表面に下地保護性のよい耐食皮膜が形成される結果として、ほとんど腐食が進行しない状態であり、ステンレス鋼やコンクリート中の鉄筋と同様に、腐食が完全に抑制された状態にある。
炭素鋼に不動態皮膜型の腐食抑制剤を適用すると、その濃度が上昇するにつれて腐食形態が均一腐食、不均一腐食、局部腐食、不動態へと変化する場合が多いが、不均一腐食と局部腐食は貫通漏洩しやすくなるなど返って悪影響であるため、確実に不動態となる場合のみ腐食抑制効果があるものとして判定した。
【００２４】
自然の淡水に含まれるイオンのうち、炭酸水素イオンは炭素鋼の不動態化を促進する作用があり、塩化物イオンと硫酸イオンは不動態化を阻害する作用がある。したがって、炭素鋼の腐食形態（不動態化のしやすさ）を判断する指標として、これらの当量濃度比であるラーソン比｛（［Ｃｌ−］＋［ＳＯ４２−］）／［ＨＣＯ３−］｝が古くから用いられており、ラーソン比が小さいほど炭素鋼が不動態化しやすくなる。
かりに、五ホウ酸イオンが、炭酸水素イオンと同様の不動態化促進作用を有する場合、ラーソン比の分母を、炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和（［ＨＣＯ３−］＋［Ｂ１０Ｏ１６２−］）に拡張して腐食形態を整理することが合理的と考えられる。
【００２５】
図２は、２５℃における、淡水中に含まれる塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和と、同じく淡水中に含まれる炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和が、炭素鋼の腐食形態に与える影響を示したものである。塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和および炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和の値によって、炭素鋼の腐食状態は上記４つの種々の腐食形態を示すことがわかる。
【００２６】
そして、本発明の腐食抑制方法では、淡水中の塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和が６．２ｍｅｑ／Ｌ以下の場合に、炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和を７４ｍｅｑ／Ｌ以上とするものであり、淡水に五ホウ酸イオンを共存させ、塩化物イオン、硫酸イオン、炭酸水素イオンおよび五ホウ酸イオンが、当該状況となる水質の淡水を冷却水として用いることで、図２に示すように、炭素鋼の表面が不動態になり、腐食抑制効果が発現する。
なお、塩化物イオンと硫酸イオンの当量和が６．２ｍｅｑ／Ｌの淡水というのは、海水を１００倍に希釈した状態に相当し、塩化物イオンが２００ｍｇ／Ｌ（水道水基準の上限）、硫酸イオンが２８ｍｇ／Ｌである。
【００２７】
炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和が７４ｍｅｑ／Ｌ未満の場合には、淡水中の塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和が６．２ｍｅｑ／Ｌ以下の場合であっても、図２に示すように、炭素鋼表面は不動態にならず、均一腐食や不均一腐食が生じる状態であり、腐食抑制効果が認められない。
【００２８】
また、淡水中に含まれる塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和が６．２ｍｅｑ／Ｌを超える場合には、図２に示すように、炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和を７４ｍｅｑ／Ｌ以上としても、炭素鋼の表面は不動態にならず、局部腐食が生じる状態となり、腐食抑制効果が認められないことがわかる。
【００２９】
淡水中の炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量和の上限は特に限定されず、五ホウ酸塩を飽和溶解度まで添加した時に淡水中に含まれる五ホウ酸イオンの濃度とすることができる。
【００３０】
淡水中に五ホウ酸イオンを共存させるために用いられる五ホウ酸塩としては、五ホウ酸ナトリウム、五ホウ酸カリウム、五ホウ酸アンモニウムなどが挙げられるが、入手しやすく、原子炉の中性子吸収材としても実績のある五ホウ酸ナトリウムが好ましい。
【００３１】
淡水中に五ホウ酸ナトリウムを溶解する場合、必ずしも五ホウ酸ナトリウムとして添加する必要はなく、ホウ酸と四ホウ酸ナトリウムを混合して五ホウ酸ナトリウムとして添加してもよい。
【００３２】
本発明において、腐食抑制効果を発揮するためには、炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和を７４ｍｅｑ／Ｌ以上とすることが必要であるが、炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの比率については特に限定されない。炭酸水素イオンは、冷却水として用いる淡水中に元々含まれているものであり、淡水の種類により変動する。例えば、日本の河川水では、含まれる炭酸水素イオンは平均３１ｍｇ／Ｌ程度であり、当量に換算すると０．５ｍｅｑ／Ｌ程度となる。また、海水中の炭酸水素イオン濃度は約１４０ｍｇ／Ｌ程度であり、当量に換算すると２．３ｍｅｑ／Ｌとなるので、１００倍に希釈した海水では０．０２３ｍｅｑ／Ｌ程度となる。
【００３３】
図３は、５０℃における、淡水中に含まれる塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和と、同じく淡水中に含まれる炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和が、炭素鋼の腐食形態に与える影響を示したものである。２５℃の場合と同様に、塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和が６．２ｍｅｑ／Ｌ以下で、炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和が７４ｍｅｑ／Ｌ以上であれば、炭素鋼の表面は不動態になり、良好な腐食抑制効果が認められる。
【００３４】
冷却に用いた淡水は、熱交換により加熱され温度が上昇する場合があるが、本発明の腐食抑制方法は、冷却水として用いる淡水の温度が５０℃まで上昇しても良好な腐食抑制効果を発揮することができる。
【００３５】
また、過酷事故や震災などにより原子力発電所が被災し、原子炉圧力容器などの冷却機能が低下した場合には、核燃料の再臨界を防止するためにホウ素注入が実施される場合がある。通常、ホウ素は五ホウ酸ナトリウム水溶液として注入される。再臨界防止に必要なホウ素の量は、例えば福島第一原子力発電所の場合では５１０ｍｇ／Ｌ程度と試算されており、五ホウ酸イオンの当量に換算すると約９．４ｍｅｑ／Ｌとなるが、本発明では、この値よりも多い量の五ホウ酸イオンを共存させるので、本発明の鉄系材料の腐食抑制方法は、核燃料の再臨界防止機能も兼ね備えた方法となる。
【００３６】
本発明の腐食抑制方法において、冷却水に用いる淡水中に五ホウ酸イオンを共存させる方法は特に限定されず、五ホウ酸ナトリウムの濃厚水溶液を調製しておいて冷却水に添加してもよいし、冷却水を循環させる装置の途中で粉末状の五ホウ酸ナトリウムを直接投入して溶解させることもできる。
【実施例】
【００３７】
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。
【００３８】
（実施例１）
海水として人工海水（八洲薬品社製のアクアマリン金属腐食試験用）を用い、淡水として当該人工海水を１０倍、１００倍、１，０００倍および１０，０００倍に希釈した希釈人工海水を用いた。人工海水中に含まれる塩化物イオンは１９，８３９ｍｇ／Ｌ（５５９．６ｍｅｑ／Ｌ）、硫酸イオンは２，７６９ｍｇ／Ｌ（５７．６ｍｅｑ／Ｌ）で、塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和は６１７．２ｍｅｑ／Ｌであった。また、人工海水中の炭酸水素イオンは１４６ｍｇ／Ｌ（２．４ｍｅｑ／Ｌ）であった。
人工海水および希釈人工海水に、五ホウ酸ナトリウムを添加して溶解し、炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和が所定の値となるように調整し、試験溶液を調製した。調製した試験溶液の、塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和（［Ｃｌ−］＋［ＳＯ４２−］）および炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和（［ＨＣＯ３−］＋［Ｂ１０Ｏ１６２−］）を有効数字２桁にて表１にまとめて示す（表１中の○が調製した試験溶液を示す。）。
【００３９】
【表１】
0006390896.tif 000002
【００４０】
炭素鋼としてＡＳＭＥ  ＳＡ−５１６  Ｇｒａｄｅ７０に相当する炭素鋼を試験材料とし、縦３０ｍｍ、横２０ｍｍ、厚さ２ｍｍで、上部に貫通孔（３ｍｍφ）を有する平板を作成し、ＳｉＣ耐水研磨紙で＃６００まで順次研磨した後、洗浄・脱脂し試験片を作成した。当該試験片の接液面積は１３．９ｃｍ２である。試験片の貫通孔にＰＴＦＥ製のロッドを嵌めこみ、当該ロッド部をナイロン糸で縛って、試験片を吊るせるようにした。
ガラスセルに５Ｌの試験溶液を入れ、２５℃の恒温器中で室内大気を試験溶液中に1昼夜通気した後、試験片７枚を浸漬した。試験片の単位面積あたりの試験溶液量は５１．４ｍｌ／ｃｍ２となる。
微量の大気を通気しながら、２５℃で５００時間浸漬した後、試験片を取り出し、腐食状態を観察して、図１に示す腐食形態にしたがって分類した。各試験溶液の塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和を縦軸に、炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和を横軸とするグラフ上に、該当する試験溶液での試験片の腐食形態を表わした結果を図２に示す。
【００４１】
図２において、各記号は、図１に示す腐食形態を表わす記号であり、“Ｕ”は試験片の表面が均一に腐食された状態で、これが通常の炭素鋼の腐食形態である。“ＮＵ”は腐食部位と非腐食部位が明確に分離した不均一腐食を表わし、“ＬＣ”は腐食部位が局所に限定された局部腐食を表わす。そして、試験片の表面が不動態になり、腐食抑制効果が認められる状態が“Ｐ”である。なお、腐食により貫通孔があいてしまう危険性の観点では、深さ方向への腐食の進行速度が最も大きい局部腐食（ＬＣ）が最も危険であり、次いで不均一腐食（ＮＵ）、均一腐食（Ｕ）の順に危険性は低くなる。すなわち、腐食抑制剤の添加によって均一腐食が局部腐食や不均一腐食に変化することは、むしろ逆効果であるため、確実に不動態になるようにする必要がある。
【００４２】
図２に示すように、塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和と炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和の当量濃度比率が１：１の線（図２の破線）より左上の領域、すなわち塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和が、炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和より大きい領域では、均一腐食の形態が多く認められた。そして、塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和に対して、炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和が過剰になり、当量濃度比率が１：１の線より右下に移行するにつれ、不均一腐食や局部腐食の領域が出現した。
【００４３】
しかしながら、さらに炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和が過剰になると、腐食形態は不動態となり、炭素鋼の表面が下地保護性のよい耐食皮膜に覆われほとんど腐食しない状態となる領域が出現することがわかった。すなわち、人工海水を１００倍に希釈した淡水に相当する塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和が６．２ｍｅｑ／Ｌ以下の淡水に、五ホウ酸イオンを共存させ、炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンの当量の和を７４ｍｅｑ／Ｌ以上とすることで、良好な腐食抑制効果を発現させることができる。
【００４４】
（実施例２）
ガラスセルに入れた試験溶液を、マントルヒーターにより５０℃に加熱し、室内大気を試験溶液中に１昼夜通気した後、試験片７枚を浸漬し、微量の大気を通気しながら、５０℃で５００時間浸漬すること以外は実施例１と同様にして試験を行った。
ただし、試験溶液としては、人工海水を１００倍希釈、１，０００倍希釈および１０，０００倍希釈した３種類の希釈人工海水を使用し、炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンを７４ｍｅｑ／Ｌ共存させた場合についてのみ試験を実施した。
結果を図３に示す。
【００４５】
図３より、試験溶液の温度が５０℃の場合でも、塩化物イオンと硫酸イオンの当量の和が６．２ｍｅｑ／Ｌ以下で、炭酸水素イオンと五ホウ酸イオンが７４ｍｅｑ／Ｌ以上共存すれば、炭素鋼表面は不動態になり、良好な腐食抑制効果が発現することがわかる。
【００４６】
実施例１および実施例２の実験結果より、常温〜５０℃の水質領域における腐食抑制効果を確認できた。
以上、本発明に係る鉄系材料の腐蝕抑制方法の実施形態について説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の淡水中での鉄系材料の腐食抑制方法は、核燃料の再臨界防止作用を有する五ホウ酸イオンを、冷却水として用いる淡水中に共存させる方法であることより、原子炉圧力容器、原子炉格納容器、各種支持構造物、冷却水配管、使用済核燃料再処理設備、放射性物質を取扱う研究施設や医療施設などで用いられている鉄系材料に適用することができる。
【図１】
0006390896.tif 000003
【図２】
0006390896.tif 000004
【図３】
0006390896.tif 000005