Sanicro® 69：原子力蒸気発生器用プレミアムオーステナイト合金

概要

Sanicro® 69は、原子力発電所（PWR）の蒸気発生器チューブに主に使用されるオーステナイト系ニッケル-クロム-鉄合金です。この用途では「熱処理済み」状態で使用されます。この処理により粒界にクロム炭化物が析出しますが、顕著なクロム枯渇は生じません。本合金は優れた組織安定性と良好な溶接性を備えています。

蒸気発生器用途における特長

PWR一次側水環境における応力腐食割れに対する極めて高い耐性
塩化物含有溶液における孔食耐性がAlloy 600より向上

その他の特長

苛性環境における良好な耐食性
硝酸溶液における優れた性能

蒸気発生器用途では、原子力発電所での最大限の信頼性を確保するため、最も厳格な個別仕様に従って納入されます。

物理的・機械的・熱的・電気的特性

一般特性

特性	温度	値
密度	23.0 °C	8.12 g/cm³

機械的特性

特性	温度	値	備考
弾性係数	20.0 °C	210 GPa
	100.0 °C	206 GPa
	200.0 °C	201 GPa
	300.0 °C	195 GPa
	400.0 °C	189 GPa
	500.0 °C	182 GPa
	600.0 °C	174 GPa
伸び	23.0 °C	30 %	最小値
ビッカース硬度	23.0 °C	160
引張強さ	20.0 °C	585 MPa	最小値
	100.0 °C	550 MPa	最小値
	200.0 °C	510 MPa	最小値
	300.0 °C	495 MPa	最小値
	400.0 °C	490 MPa	最小値
	500.0 °C	480 MPa	最小値
	600.0 °C	440 MPa	最小値
	700.0 °C	340 MPa	最小値
0.2%耐力	20.0 °C	240 MPa	熱処理済み蒸気発生器チューブではより高い値達成可能（20°Cで280 MPa）
	100.0 °C	220 MPa	熱処理済み蒸気発生器チューブではより高い値達成可能（20°Cで280 MPa）
	200.0 °C	190 MPa	熱処理済み蒸気発生器チューブではより高い値達成可能（20°Cで280 MPa）
	300.0 °C	187 MPa	熱処理済み蒸気発生器チューブではより高い値達成可能（20°Cで280 MPa）
	400.0 °C	184 MPa	熱処理済み蒸気発生器チューブではより高い値達成可能（20°Cで280 MPa）
	500.0 °C	180 MPa	熱処理済み蒸気発生器チューブではより高い値達成可能（20°Cで280 MPa）
	600.0 °C	175 MPa	熱処理済み蒸気発生器チューブではより高い値達成可能（20°Cで280 MPa）
	700.0 °C	150 MPa	熱処理済み蒸気発生器チューブではより高い値達成可能（20°Cで280 MPa）
シャルピー衝撃値	完全オーステナイト系合金のため、-196°C (-320°F)まで良好な靭性を維持

熱的特性

特性	温度	値	備考
熱膨張係数	100.0 °C	1.35E-5 1/K	30°Cから当該温度まで
	200.0 °C	1.4E-5 1/K	30°Cから当該温度まで
	300.0 °C	1.45E-5 1/K	30°Cから当該温度まで
	400.0 °C	1.5E-5 1/K	30°Cから当該温度まで
	500.0 °C	1.55E-5 1/K	30°Cから当該温度まで
	600.0 °C	1.55E-5 1/K	30°Cから当該温度まで
比熱容量	23.0 °C	460 J/(kg·K)
	100.0 °C	480 J/(kg·K)
	200.0 °C	495 J/(kg·K)
	300.0 °C	505 J/(kg·K)
	400.0 °C	510 J/(kg·K)
	500.0 °C	520 J/(kg·K)
	600.0 °C	580 J/(kg·K)
熱伝導率	23.0 °C	11 W/(m·K)
	100.0 °C	13 W/(m·K)
	200.0 °C	14 W/(m·K)
	300.0 °C	16 W/(m·K)
	400.0 °C	18 W/(m·K)
	500.0 °C	19 W/(m·K)
	600.0 °C	23 W/(m·K)

電気的特性

特性	温度	値
電気抵抗率	20.0 °C	1.11E-6 Ω·m
	100.0 °C	1.14E-6 Ω·m
	200.0 °C	1.18E-6 Ω·m
	300.0 °C	1.22E-6 Ω·m
	400.0 °C	1.24E-6 Ω·m

化学組成

元素	含有量	備考
アルミニウム	10 %
炭素	0.02 %
クロム	30 %
コバルト	0.05 %	合意によりさらに低含有量を指定可能
鉄	残部
マンガン	0.5 %	最大
ニッケル	60 %
リン	0.02 %	最大
ケイ素	0.5 %	最大
硫黄	0.015 %	最大

技術的特性・用途

用途分野

原子力発電所の蒸気発生器
高温硝酸と接触する装置
酸化、浸炭、窒化に対する高い耐性が要求される装置
高温苛性溶液に曝露される装置

認証・規格

ASMEボイラおよび圧力容器コード Case N-20 および N-474
AFCEN RCCM M4105

冷間成形

Sanicro® 69は優れた成形性を持ち、極めて小さな曲げ半径での冷間曲げが可能です。SCC耐性が高いため、冷間曲げ後の焼鈍は通常不要です。

耐食性詳細

応力腐食割れ（SCC）

熱処理済み状態のSanicro® 69は、原子力発電所の蒸気発生器環境におけるSCC耐性のために特別に開発されました。これは、純水（溶存酸素5 ppm未満、水素4-5 ppm添加、365°C）での実験室SCC試験で確認されています。33,000時間の試験期間中、Sanicro® 69ではSCCは発生しませんでした。一方、Alloy 600は200時間で割れが発生しました。

粒界腐食

熱処理済み状態および固溶化焼鈍状態の両方で粒界腐食に対する良好な耐性を示します。ヒューイ試験（65% HNO₃、5×48h、ASTM A262 Practice C）での典型的な腐食速度は0.06 mm/年（2.4 mpy）です。TTS図（右側）は、0.03% CのSanicro® 69ヒートをヒューイ試験でテストした結果を示しており、感作傾向を示す領域は非常に狭いことがわかります。