本文從福清核電工程前期設(shè)計、安裝中遇到的防腐問題入手進(jìn)行深入討論，深入介紹海水相關(guān)系統(tǒng)防腐工作，各種材料在抗腐蝕性能上的優(yōu)劣對比，在設(shè)計、預(yù)制、托運(yùn)、施工期間的關(guān)注點(diǎn)，從而提高在核電建設(shè)期間及核電運(yùn)行后設(shè)備、管道的防腐性能。福清核電站是目前中國自主化、國產(chǎn)化最高的核電機(jī)組，一期工程兩臺百萬千瓦機(jī)組預(yù)計于2014、2015年建成發(fā)電。目前一期工程處于安裝、調(diào)試高峰期，其中海水具有高含鹽量、高氯離子和有機(jī)質(zhì)含量豐富等復(fù)雜成分，需要引起特別重視。核電廠通過海水作為最終冷源，將凝汽器、設(shè)備冷卻水、常規(guī)島閉式冷卻水系統(tǒng)的熱量帶入大海，但是由于海水存在較強(qiáng)的腐蝕性，對設(shè)備、管道的腐蝕不容忽視。通過借鑒兄弟電廠關(guān)于海水防腐工作中的經(jīng)驗教訓(xùn)，為福清核電建設(shè)中防腐工作創(chuàng)造有利條件。

    由于海水中成分復(fù)雜且含有較多海生物，這些海生物進(jìn)入設(shè)備、管道后滋生，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)工作效率下降、維修費(fèi)用增加、壽命縮短等問題，由此在粗隔柵和重要廠用水泵前管道處引入次氯酸鈉溶液，殺死水中海生物。雖然殺死了海生物，但是次氯酸鈉中氯離子有很強(qiáng)氧化性，這同時也加重了管道及設(shè)備腐蝕。所以該投加濃度必須在合理的水平，設(shè)計上添加氯離子濃度為1ppm次氯酸鈉。

    核電廠海水相關(guān)系統(tǒng)材料選擇及設(shè)計

    1、防腐材料 目前核電廠海水相關(guān)系統(tǒng)中材料選擇大致有：碳鋼襯膠管道、不銹鋼、碳鋼加防腐涂層、樹脂管道、鈦管。

    2、碳鋼加內(nèi)襯管道 內(nèi)襯管道主要有涂層、橡膠、塑料及水泥砂漿，福清一期主要運(yùn)用碳鋼襯膠，運(yùn)用在CFI、SEC、CTE、CRF系統(tǒng)的管道、大小頭及閥體的內(nèi)襯中。襯膠管道只要內(nèi)襯不受損壞就不會受到腐蝕，如果由于內(nèi)襯老化、碰傷及局部缺陷導(dǎo)致小面積破損漏出碳鋼形成小陽極和大陰極，將造成陽極部分產(chǎn)生極大的腐蝕電流加快該針孔部分腐蝕甚至穿孔。防止襯膠管道腐蝕主要從以下幾方面考慮：盡量減少彎頭對管道的沖蝕或?qū)濐^部分進(jìn)行特殊防腐處理；進(jìn)行電火花檢測儀檢驗，不應(yīng)有漏點(diǎn)現(xiàn)象，電火檢測儀輸出電壓為3000V/mm；加強(qiáng)出廠驗收襯板與金屬壁的貼實(shí)，不許空洞、脫開現(xiàn)象，搭接部分不許有氣泡、縫隙等。

    3、不銹鋼316L、Q345材料 福清核電海水相關(guān)系統(tǒng)中不銹鋼材料主要選用316L，碳鋼材料主要選用Q345。316L主要運(yùn)用到粗隔柵、細(xì)隔柵、鼓網(wǎng)網(wǎng)片及沖洗水管等部分管線；Q345主要運(yùn)行在輔助冷卻水管道、鼓網(wǎng)骨架等。316L本身具有很強(qiáng)的耐腐蝕性，由于核電站為了殺死海生物投加次氯酸鈉溶液使氯離子含量大增，而使其腐蝕較為嚴(yán)重。而實(shí)際運(yùn)行中管徑變化處如彎頭、異徑管、三通處容易造成油漆脫落，在高流速、高腐蝕海水中則加快局部腐蝕和沖刷腐蝕。該部分應(yīng)從以下幾點(diǎn)考慮：選用耐磨厚漿型樹枝涂層，加強(qiáng)防沖刷和腐蝕效果；在部分小管道中改用襯膠管，提高使用壽命；使用不銹鋼部分考慮雙重保護(hù)增加其抗腐蝕性能，外加電流或陽極塊的方式是核電站電化學(xué)保護(hù)的基本方法。

    4、鈦管 鈦管是一種防腐材料，對氯化物、硫化物和氨具有較高的耐蝕性能，耐水沖擊性能也較強(qiáng)，大量運(yùn)用在設(shè)備冷卻水熱交換器、閉式冷卻水熱交換器和凝汽器熱交換管束中。秦山二期、寧德核電中閉冷水和設(shè)備冷卻水都使用板式熱交換器，交換效率低且流阻大，更容易引起鈦管腐蝕，福清核電使用管式熱交換器增加傳熱效率，且減少海水對設(shè)備的沖蝕；在運(yùn)輸過程或停運(yùn)時通過充氮或者干燥法進(jìn)行保養(yǎng)；適當(dāng)增加鈦管數(shù)量，減少海水對管側(cè)的沖刷，考慮海水腐蝕管道穿孔設(shè)計一定裕度，堵管率在10%左右[2]；不同金屬直接連接時造成電位差加快電位低側(cè)腐蝕，應(yīng)選擇材質(zhì)或電位相近材料，選用鈦鋼復(fù)合板（熱交換器水室、管板）或襯膠（凝汽器水室）。

    5、陰極保護(hù) 由于海水的腐蝕性，涂層及襯膠的作用是物理隔離，但是當(dāng)涂層破壞如：涂層本身缺陷，針孔存在；施工或運(yùn)行過程中涂層破壞使金屬暴露。這些現(xiàn)象導(dǎo)致小陽極大陰極的現(xiàn)象，使涂層破壞處腐蝕加速。為了有效地防治海水腐蝕，覆蓋層加陰極保護(hù)是最為緊急有效的方法，目前核電廠電化學(xué)防腐設(shè)計有犧牲陽極塊的陰極保護(hù)和外加電流陰極保護(hù)。

    （1)犧牲陽極塊陰極保護(hù) 犧牲陽極中陽極塊使用鋁-鋅-銦系統(tǒng)合金，主要運(yùn)用在較分散、形狀簡單且易于更換的設(shè)備管道中，福清核電中粗隔柵、鋼閘門、細(xì)隔柵、循環(huán)水進(jìn)出凝汽器管道、二次濾網(wǎng)、CC跌落井各閘門導(dǎo)軌均使用涂防腐漆加陽極塊設(shè)計。這些部分在核電建設(shè)階段需要重點(diǎn)考慮幾點(diǎn)：涂漆的厚度及保養(yǎng)，底漆涂敷時表面預(yù)處理應(yīng)合格，出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象應(yīng)對銹蝕部位表面重新進(jìn)行預(yù)處理；焊縫、邊角及表面凹凸部分應(yīng)增加涂敷遍數(shù)，下一道漆在上道漆表干后涂敷；在施工安裝中，陽極表面應(yīng)保持清潔，嚴(yán)禁沾油污或油漆，陽極腳應(yīng)與焊接部分采用連續(xù)滿焊；陽極塊是逐漸消耗，在機(jī)組每次大修及小修時，應(yīng)檢查陽極塊，以免陽極塊脫落降低防腐蝕性能且增加循環(huán)水阻力[3]。陽極塊布置要在合理位置考慮對稱布置和均勻布置。

      (2)外加電流陰極保護(hù) 外加電流陰極保護(hù)，其原理是向被腐蝕金屬結(jié)構(gòu)表面施加一個外加電流，被保護(hù)物成為陰極，從而使得金屬腐蝕發(fā)生的電子遷移得到抑制，避免或減弱腐蝕的發(fā)生。外加電流一般用于大型的、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的設(shè)備。福清核電海水系統(tǒng)中鼓型濾網(wǎng)和重要廠用水系統(tǒng)中GA溝管道（SEC泵出口至核輔助廠房熱交換器部分）使用外加電流陰極保護(hù)。外加電流陰極保護(hù)從以下幾點(diǎn)考慮：通過對保護(hù)電位反復(fù)測試及調(diào)整，選定合適的滿足要求的輸出電壓檔，避免過保護(hù)現(xiàn)象；各陽極電流應(yīng)相差較小，這對提高各陽極的利用率和保護(hù)效果極為重要[4]；陰極保護(hù)投入使用后，應(yīng)在所有的保護(hù)電位測試位置上經(jīng)常進(jìn)行測量并不斷調(diào)整電流，滿足保護(hù)電位的需要。

 

責(zé)任編輯：王元

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