エロージョン・コロージョン

原子力の安全

原子力発電におけるエロージョン・コロージョンの脅威

- エロージョン・コロージョンとはエロージョン・コロージョン(E/C)は、腐食の一種であり、高速で移動する流体の影響によって、材料の表面が摩耗していく現象を指します。これは、単なる腐食と摩耗が組み合わさったものではなく、両者が複雑に影響し合い、相乗効果によって材料の劣化が著しく加速する現象です。腐食摩耗と呼ばれることもあります。原子力発電所においては、配管やタービンなど、常に高速の流体が流れる機器が多く存在するため、E/Cは深刻な問題となりえます。例えば、配管内を流れる冷却水は、高速で流れることで配管内壁に乱流を生じさせ、金属表面の保護皮膜を破壊してしまいます。さらに、破壊された箇所に水が流れ込むことで、腐食が促進されてしまうのです。E/Cの発生には、流体の速度や温度、化学組成、そして材料の種類など、様々な要因が複雑に関係しています。流体の速度が速ければ速いほど、また温度が高ければ高いほど、E/Cのリスクは高まります。同様に、腐食性を持つ物質を含む流体や、耐食性の低い材料を使用した場合にも、E/Cは発生しやすくなります。原子力発電所の安全性確保のためには、E/Cの発生メカニズムを理解し、適切な対策を講じることが不可欠です。
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原子力発電の安全性:流動加速腐食とは

- 流動加速腐食の概要流動加速腐食(FAC)は、原子力発電所をはじめ、様々な産業プラントの配管や機器において、材料が予期せず損傷する可能性のある現象です。この現象は、流体の流れによって生じる機械的作用と化学的作用が組み合わさることで発生します。配管内を流れる水や蒸気などの流体は、その流れによって配管内壁に常に力を加えています。特に、配管の曲がり部や分岐部、縮径部など流れが乱れたり、速度が変化したりする箇所では、この力が局所的に強くなります。このような箇所では、流体の流れによって保護皮膜と呼ばれる、金属表面に形成される腐食を抑える膜が剥ぎ取られてしまうことがあります。保護皮膜が剥ぎ取られた金属表面は、再び腐食しやすい状態となり、さらに流体の流れによって腐食生成物が流されていくことで、腐食が加速的に進行します。これが流動加速腐食と呼ばれる現象です。流動加速腐食は、発生してから短期間で配管や機器に穴を開けてしまう可能性があり、プラントの安全運転に重大な影響を与える可能性があります。そのため、原子力発電所をはじめとする様々な産業プラントにおいて、流動加速腐食の発生メカニズムを理解し、適切な対策を講じることが重要です。