Corrosion evaluation of metallic materials for long-lived HLW/spent fuel disposal containers Annual progress report 1996

In the present work, long-term immersion tests, electrochemical/radiochemical studies and slow strain rate tests were performed on the container materials in salt and clay environments. Parameters examined were: Temperature (16 C-170 C), pH (3-7), H_2O_2 (6x10"-"4-1.7x10"-"1 mol/l), Cl"- (16-10000 ppm), gamma radiation (10 Gy/h) and strain rate (10"-"4-10"-"7 s"-"1). Present results obtained in salt environments (salt brines) indicate that gamma radiation (10 Gy/h) and H_2O_2-concentrations smaller than 10"-"4 mol/l do not influence the corrosion behaviour of Ti99.8-Pd, and that this alloy is resistant to stress corrosion cracking at strain rates up to 10"-"7 s"-"1. pH values of the test brine between 3 and 7 do not enhance the corrosion rate of the carbon steel, but at the very slow strain rate of 10"-"7 s"-"1 the material shows a slight sensitivity to stress corrosion cracking. First results in oxidizing clay water show that the high alloyed stainless steels, Hastelloy C4 and Ti99.8-Pd are highly resistant to corrosion up to 30 C. However, the stainless steel AlSl 316L is susceptible to pitting and crevice corrosion at high Cl"- concentrations in clay water. Finally, the carbon steel undergoes significant general corrosion in the clay water. Further investigations in salt and clay environments are in progress. (orig./DG)In der vorliegenden Arbeit wurden Langzeit-Immersionsexperimente, elektro-chemische/radiochemische Untersuchungen und Spannungsrisskorrosionsuntersuchungen bei langsamen Dehnungsraten an den o.g. Behaelterwerkstoffen unter den Bedingungen der Endlagerung in Steinsalz und Ton durchgefuehrt. Die Untersuchungsergebnisse in endlagerrelevanten Salzloesungen (T=25 C-170 C) zeigen, dass Gamma-Dosisleistungen von 10 Gy/h und H_2O_2-Konzentrationen in den Salzloesungen bis 10"-"4 mol/l keinen nennenswerten Einfluss auf die Korrosion von Ti99,8-Pd haben. Darueber hinaus ist diese Legierung bei Dehnungsraten bis 10"-"7 s"-"1 bestaendig gegenueber Spannungsrisskorrosion (SpRK). Im Falle des unlegierten Stahls TStE355 fuehren pH-Werte der Testloesung zwischen 3 und 7 zu keiner Erhoehung der Korrosionsrate, jedoch zeigt dieser Stahl bei der sehr langsamen Dehnungsrate von 10"-"7 s"-"1 eine leichte Empfindlichkeit gegenueber SpRK. Erste Ergebnisse in oxidierendem Tonwasser bis 30 C zeigen, dass hochlegierte Staehle, Ti99,8-Pd und Hastelloy C4 bestaendig gegenueber allen Korrosionsarten sind. Allerdings ist der rostfreie Stahl AlSl316L bei hohen Cl"--Konzentrationen (1000 und 10000 ppm) im Tonwasser anfaellig gegenueber Loch- und Spaltkorrosion. Schliesslich zeigt der unlegierte Stahl TStE355 im Tonwasser eine starke Flaechenkorrosion. Weitere Korrosionsuntersuchungen an Staehlen, Ti99,8-Pd und Hastelloy C4 sind im Gange. (orig./DG)SIGLEAvailable from FIZ Karlsruhe / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman