Metal selection for pitting corrosion resistant layer in geological containment of radioactive waste under anaerobic conditions

Abstract

Niras, beheerder van nucleair afval, wilt radioactief afval ondergronds opslaan. Om de containers te beschermen tegen (put)corrosie is er een enveloppe nodig. De omgeving tijdens deze ondergrondse opslag is alkalisch met hoge chloride afzettingen en bij 60-80°C. Het eerste doel is het bepalen van het materiaal met de beste putcorrosie weerstand in deze omstandigheden. Dit materiaal zal dan best als enveloppe gebruikt worden. Het tweede doel is het ontwikkelen van putcorrosie sensoren.

Austeniet, super austeniet, duplex staal en Hastelloy werden getest voor deze enveloppe. De weerstand tegen putcorrosie wordt bepaald door putpotentialen bij verschillende pH-, temperatuur- en chloride concentraties. Put potentialen werden gemeten met cyclische polarisatie. Bij de experimenten vertonen super austeniet en Hastelloy geen putcorrosie bij de meest extreme omstandigheden (80°C, pH 12.5 en 177000ppm Cl-) en zijn dus geschikt als enveloppe.

Om putgedrag in kaart te brengen voor het ontwikkelen van sensoren, werd S355-staal getest met een reeks elektrochemische testen: impedantiespectroscopie (EIS), elektrochemische ruis (ECN) en elektrochemische frequentiemodulatietests. Bijkomend, werden open circuitpotentiaal- en lineaire polarisatieweerstandstests (LPR) toegevoegd, om respectievelijk een nieuw startpotentiaal en de algemene corrosiebestendigheid te bepalen. EIS meet de sterkte van putcorrosie. De combinatie van put- en algemene corrosie ontbreekt bij EIS, maar kan worden toegevoegd met LPR of ECN om een complete sensor te maken.