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Alternative title: Pressure dependence of steam/supercritical water oxidation of 9Cr and 18Cr steel

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9Crフェライト／マルテンサイト系耐熱鋼と18Crオーステナイト鋼を、圧力容器内で650 ˚Cの水蒸気（圧力0.5MPa）、亜臨界水（圧力10.2MPa）、超臨界水（圧力22.7MPa）に種々の時間曝した。酸化に伴う試験片重量と酸化皮膜厚さの時間変化から、各材料の酸化速度定数の圧力依存性を算出した。圧力の上昇に伴い、両鋼の酸化速度定数は小さくなった。水蒸気中では9Cr鋼よりも18Cr鋼の酸化速度定数が小さかった。圧力の上昇に伴い両鋼の差は小さくなり、超臨界水中では両鋼の酸化速度定数はほぼ同じになった。これより、650 ˚Cでは、耐熱鋼の常圧水蒸気における酸化挙動に基づいてボイラ･圧力容器を設計すれば、同じ温度でより高圧の水蒸気や超臨界水を使用して安全に操業できることが示唆された。圧力の上昇に伴い酸化速度定数が低下するのは、形成される酸化皮膜中の空隙が少なくなり、水蒸気や超臨界水中の溶存酸素と金属が接触する面積が減少するからだと考える。

Rights:

• In Copyright
  

Keyword: 再生可能エネルギー, 地熱発電, ケーシング材, 耐熱鋼, 高温高圧, 酸化皮膜

Date published: [2026年7月]

Publisher: R054カーボンニュートラル実現のための耐熱材料委員会

Journal:

• R054カーボンニュートラル実現のための耐熱材料委員会 研究報告

Funding:

• 日本学術振興会 25K08550 (科学研究費助成事業)
• 日本鉄鋼協会 (第35回鉄鋼研究振興助成)

Manuscript type: Author's version (Submitted manuscript)

MDR DOI: https://doi.org/10.48505/nims.6425

First published URL: https://123committee.jp/info/pickup/r8-7kenkyu/

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Updated at: 2026-07-24 13:59:37 +0900

Published on MDR: 2026-07-24 16:28:59 +0900