田灣核電站一期BOP（輔助車間控制系統(tǒng)）工程制氯站的主要功能是通過(guò)電解海水產(chǎn)生次氯酸鈉，進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)殺死（抑制）海生物，保證管道和設(shè)備暢通以達(dá)到凝汽器和熱交換器的正常使用功能。反沖洗過(guò)濾器作為次氯酸鈉發(fā)生裝置電解槽的前置保護(hù)設(shè)備，其功能是去除海水中的貝類、機(jī)械雜質(zhì)以及紫菜等顆粒較大的雜質(zhì)，保證制氯系統(tǒng)的安全運(yùn)行。目前，反沖洗過(guò)濾器殼體的防腐蝕設(shè)計(jì)為在鑄鐵內(nèi)襯環(huán)氧樹脂涂層。每次拆卸設(shè)備均發(fā)現(xiàn)涂層存在脫落和損壞的情況，2017年兩臺(tái)設(shè)備先后發(fā)生底部腐蝕穿孔漏水，其他部位有多處腐蝕凹坑，影響機(jī)組的安全運(yùn)行。

反沖洗過(guò)濾器底部腐蝕狀況

01 反沖洗過(guò)濾器腐蝕的原因

涂層失效

田灣核電站制氯站從廠區(qū)前池取水，前池與高公島取水頭部之間通過(guò)隧道連接，高公島海域內(nèi)存在大量的藤壺、貽貝（海虹）、牡蠣等海生物，海水經(jīng)過(guò)粗、細(xì)格柵過(guò)濾加氯后仍有少量的微生物進(jìn)入前池，經(jīng)過(guò)后期的繁殖和生長(zhǎng)，海水中含有大量的活體海生物，前池海水進(jìn)入反沖洗過(guò)濾器前無(wú)任何過(guò)濾和滅殺海生物的措施。反沖洗過(guò)濾器內(nèi)部涂層常年浸沒(méi)在海水中，經(jīng)過(guò)一系列的物理、化學(xué)作用，表面形成了以蛋白質(zhì)大分子為主要成分的聚合物薄膜，該薄膜的電學(xué)性能極易造成微生物富集，形成一個(gè)復(fù)雜的海生物群落，大致過(guò)程依次為：表面接觸、表面滑動(dòng)、尋找適當(dāng)位置、分泌黏液增強(qiáng)附著、生長(zhǎng)繁殖擴(kuò)大，最后形成較大規(guī)模的海生物群落，這使得涂層表面的pH發(fā)生改變，還造成涂層表面的應(yīng)力集中，加速環(huán)氧涂層的脫落，使殼體失去涂層的保護(hù)，直接接觸腐蝕性介質(zhì)。

海水環(huán)境

1 氯化鈉：

海水中含有大量氯化鈉，其電離出的氯離子，使海水具有很高的導(dǎo)電率，海水中的鑄鐵很難保持長(zhǎng)時(shí)間的鈍態(tài)，極易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。

2 溶解氧：

海水中的溶解氧是造成鑄鐵發(fā)生腐蝕的重要因素，其在微電池的陰極區(qū)起到很強(qiáng)的去極化作用，鑄鐵作為陽(yáng)極不斷地失去電子，使鑄鐵發(fā)生腐蝕。

3 微生物：

微生物在容器內(nèi)繁殖和新陳代謝，改變了環(huán)境的某些理化特性，微生物細(xì)胞新陳代謝的最終產(chǎn)物、中間產(chǎn)物的分泌物以及酵素都能夠引起鑄鐵發(fā)生腐蝕。

02 高分子材料修復(fù)技術(shù)

高分子材料選擇

考慮到反沖洗過(guò)濾器內(nèi)部浸泡于海水中，且沖洗過(guò)程中海水有一定流速，所以選用的高分子材料除了具有很好的耐海水腐蝕性能外，必須具有一定的耐沖刷磨損性能。容器內(nèi)金屬腐蝕的凹坑深度、大小均不同，腐蝕穿孔的大小也不一樣，需要多種材料分層施工。

1 對(duì)于凹坑和穿孔較大的部位，選擇氣動(dòng)耐磨防護(hù)劑（由小型陶瓷顆粒填充的雙組份環(huán)氧膠泥）進(jìn)行填充，該材料可以保護(hù)設(shè)備在干濕環(huán)境中免受細(xì)顆粒的磨損，通常作為氣動(dòng)輸送系統(tǒng)的保護(hù)襯里。

2 對(duì)于凹坑和穿孔較小以及氣動(dòng)耐磨防護(hù)劑使用后粗糙的部位，選擇金屬修補(bǔ)劑（雙組分硅鐵填充材料）進(jìn)行填充使表面平整，該材料對(duì)由腐蝕或機(jī)械沖擊引起的工件損壞具有良好的防護(hù)效果。

3 對(duì)于最終修復(fù)完成的表面，選用超光滑的陶瓷增強(qiáng)環(huán)氧樹脂涂層，該涂層具有很好的耐磨性，對(duì)于海水腐蝕和磨損起到非常好的防護(hù)效果。

高分子材料修復(fù)工藝流程

上述三種高分子材料均由基料和固化劑組成，混合時(shí)的最佳溫度為15~30℃，主要工藝措施如下：

1 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備：

基材溫度高于露點(diǎn)溫度3℃以上，相對(duì)濕度小于85%，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)漂浮灰塵，無(wú)大霧和雨雪等惡劣天氣。

2 表面清潔處理：

采用電動(dòng)工具將管道表面打磨至St3級(jí)（非常徹底的手工或動(dòng)力工具除銹，條件允許盡可能達(dá)到非常徹底的噴砂除銹Sa2.5級(jí)），去除表面腐蝕產(chǎn)物、灰塵等雜質(zhì)后，使用清洗劑進(jìn)行清洗，控制金屬表面的氯離子質(zhì)量濃度在40mg/L以下，表面處理的越徹底材料應(yīng)用性能越好。

3 填充氣動(dòng)耐磨防護(hù)劑：

按照產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明書的比例，將氣動(dòng)耐磨防護(hù)劑的固化劑和基料充分?jǐn)嚢韬螅褂霉伟骞瓮康桨伎雍痛┛撞课徊簩?shí)，切忌將空氣滯留在材料內(nèi)部。

4 二次清理：

待氣動(dòng)耐磨防護(hù)劑完全固化后，使用鋼絲刷或砂紙對(duì)其表面進(jìn)行打磨后，用清洗劑進(jìn)行二次清洗。

5 填充金屬修補(bǔ)劑：

按照產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明書的比例，將金屬修補(bǔ)劑的固化劑和基料充分?jǐn)嚢韬螅褂霉伟骞瓮康叫“伎雍托☆w粒表面并壓實(shí)，以避免空氣滯留在材料內(nèi)部。

6 涂刷兩道陶瓷增強(qiáng)環(huán)氧樹脂涂層：

待金屬修補(bǔ)劑完全固化后，用鋼絲刷進(jìn)行手工拉毛處理，形成一定的粗糙度后，在表面涂刷兩道攪拌均勻的雙組份陶瓷增強(qiáng)環(huán)氧樹脂涂層，恢復(fù)原防腐蝕設(shè)計(jì)，每道陶瓷涂層厚度約為100μm，至此高分子材料修復(fù)施工完畢，如下圖所示。

修復(fù)后的反沖洗過(guò)濾器底部

結(jié)語(yǔ)

近幾年，核電站發(fā)生多起非計(jì)劃停機(jī)停堆事件，造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失，而海生物的大量生長(zhǎng)，會(huì)造成冷卻水系統(tǒng)的凝汽器和熱交換器喪失其原有的功能，導(dǎo)致機(jī)組降功率或停機(jī)停堆。保證反沖洗過(guò)濾器的正常使用才能使加氯裝置正常運(yùn)行，這對(duì)防止機(jī)組的非計(jì)劃停機(jī)停堆事件起到積極作用。經(jīng)高分子材料修復(fù)完工后，田灣核電站反沖洗過(guò)濾器設(shè)備運(yùn)行兩年多未再發(fā)生腐蝕泄漏。并且，高分子材料修復(fù)技術(shù)對(duì)金屬本身無(wú)任何傷害，其損耗后可以再次修復(fù)。