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  2. 崔智勇:研發(fā)關(guān)鍵材料技術(shù) 打造世界一流的專(zhuān)業(yè)化核電運(yùn)營(yíng)企業(yè)
    2017-05-31 14:36:40 作者:王元 來(lái)源:《腐蝕防護(hù)之友》 分享至:

    1

    大亞灣核電運(yùn)營(yíng)管理有限責(zé)任公司技術(shù)部防腐科崔智勇科長(zhǎng)

     

        回顧中國(guó)核能發(fā)展的歷史,雖然中國(guó)軍用核工業(yè)起步較早,但是受制于整體經(jīng)濟(jì)科技實(shí)力,在改革開(kāi)放前,民用核工業(yè)的研究開(kāi)發(fā)相對(duì)落后,不過(guò)自主掌握的石墨水冷生產(chǎn)堆和潛艇壓水動(dòng)力堆技術(shù)為中國(guó)核電的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。上世紀(jì) 80 年代初,中國(guó)政府首次制定了核電發(fā)展政策,決定發(fā)展壓水堆核電廠,采用“以我為主,中外合作”的方針,先引進(jìn)外國(guó)先進(jìn)技術(shù),再逐步實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自主化和設(shè)備國(guó)產(chǎn)化,中國(guó)的核電產(chǎn)業(yè)開(kāi)始起步:1991 年,秦山 30萬(wàn)千瓦壓水堆核電站投用,這是中國(guó)大陸自行設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)管理的第一座壓水堆核電站,結(jié)束了中國(guó)大陸無(wú)核電的歷史,標(biāo)志著中國(guó)核工業(yè)的發(fā)展上了一個(gè)新臺(tái)階,使中國(guó)成為繼美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、前蘇聯(lián)、加拿大、瑞典之后世界上第 7 個(gè)能夠自行設(shè)計(jì)、建造核電站的國(guó)家;1994 年,大亞灣 100 萬(wàn)千瓦壓水堆核電站投用,大亞灣核電站引進(jìn)了法國(guó)的核島技術(shù)裝備和英國(guó)的常規(guī)島技術(shù)裝備進(jìn)行建造和管理,并由一家美國(guó)公司提供質(zhì)量保證,作為改革開(kāi)放以后中外合作的典范工程,成功實(shí)現(xiàn)了中國(guó)大陸大型商用核電站的起步,實(shí)現(xiàn)了中國(guó)核電建設(shè)跨越式發(fā)展、后發(fā)追趕國(guó)際先進(jìn)水平的目標(biāo),為中國(guó)核電事業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。


        大亞灣核電運(yùn)營(yíng)管理有限責(zé)任公司是中國(guó)核電行業(yè)第一個(gè)專(zhuān)業(yè)化的運(yùn)行管理公司,是在借鑒國(guó)外核電運(yùn)行管理良好實(shí)踐的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的,是對(duì)大亞灣地區(qū)核電站群堆管理的發(fā)展和升華,目的是對(duì)中國(guó)廣核集團(tuán)的核電站實(shí)施專(zhuān)業(yè)化、集約化和科學(xué)化管理,也是對(duì)國(guó)家進(jìn)一步深化改革、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)權(quán)和運(yùn)營(yíng)管理權(quán)分離的有益嘗試。目前,運(yùn)營(yíng)公司負(fù)責(zé)營(yíng)運(yùn)大亞灣核電站和嶺澳核電站(一二期)共六臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆機(jī)組。為了全面了解大亞灣核電運(yùn)營(yíng)管理有限責(zé)任公司的發(fā)展歷程、企業(yè)精神,尤其是核電設(shè)備防腐方面的專(zhuān)業(yè)技術(shù),記者特邀請(qǐng)到大亞灣核電運(yùn)營(yíng)管理有限責(zé)任公司技術(shù)部防腐科科長(zhǎng)崔智勇高級(jí)工程師做相關(guān)方面的精彩解讀。


        記者:核電工業(yè)的腐蝕狀況如何?做好核電設(shè)備設(shè)施防腐的意義是什么?

     

        崔科長(zhǎng):材料的腐蝕是物質(zhì)從高能態(tài)向低能態(tài)自然發(fā)展過(guò)程,也就是說(shuō)材料的腐蝕是不可避免的,在一定的環(huán)境中,從嚴(yán)格意義上講絕對(duì)耐蝕的材料是很難找到的,正如生物都有壽命一樣,材料也是如此。腐蝕失效是金屬失效三大方式(腐蝕、斷裂和磨損)之一,核電工業(yè)使用的材料和其他工業(yè)一樣,也面臨著腐蝕問(wèn)題,統(tǒng)計(jì)表明:腐蝕失效占全部金屬失效的 50% 以上。美國(guó)Davis Besse RPV 頂蓋硼酸腐蝕事件、日本 Mihama FAC 導(dǎo)致的蒸汽傷人事件等等,還對(duì)核電站的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行產(chǎn)生了重大的影響。


        核電工業(yè)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程,設(shè)備眾多,材料繁雜,碳鋼、鑄鐵、合金鋼、不銹鋼、有色金屬、非金屬材料等等都有使用,應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、腐蝕疲勞、 流體加速腐蝕、 沖刷腐蝕、 硼酸腐蝕、點(diǎn)蝕等多種腐蝕形態(tài)并存,特別是一些重要系統(tǒng)設(shè)備,承擔(dān)著保證核安全的功能,合理選材并采取有效的防腐措施,延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命,避免設(shè)備腐蝕失效對(duì)核電工業(yè)尤為重要。


    2

    大亞灣核電基地

     

        記者:您從事核電設(shè)備設(shè)施防腐工作多年,您認(rèn)為核工業(yè)對(duì)腐蝕防護(hù)技術(shù)的需求有哪些方面?做好這些設(shè)備設(shè)施防腐的關(guān)鍵是什么?


        崔科長(zhǎng):
    腐蝕防護(hù)工作貫穿核電從設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、運(yùn)行甚至到退役整個(gè)周期,隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,人們對(duì)腐蝕帶來(lái)的危害認(rèn)識(shí)的越來(lái)越深刻,也越來(lái)越重視腐蝕防護(hù)工作,多種腐蝕防護(hù)技術(shù)都得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用,比如合理選材、設(shè)備表面涂裝防腐層、陰極保護(hù)技術(shù)、緩蝕處理、腐蝕檢測(cè)、金屬失效分析等腐蝕檢測(cè)、腐蝕分析、腐蝕防護(hù)等技術(shù)的應(yīng)用從很大程度上控制了設(shè)備腐蝕的發(fā)生和發(fā)展。根據(jù)材料和環(huán)境所組成的腐蝕體系,選擇合適的材料及合適的腐蝕防護(hù)技術(shù)是腐蝕控制的關(guān)鍵,可選用一種腐蝕防護(hù)技術(shù),也可選擇幾種腐蝕防護(hù)技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用。


        另外,針對(duì)核電工業(yè)特殊設(shè)備所使用材料的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用及材料在高輻射環(huán)境下的腐蝕機(jī)理研究、腐蝕控制技術(shù)研究對(duì)核電工業(yè)的發(fā)展更為重要。


        做好設(shè)備防腐工作首先要認(rèn)識(shí)到腐蝕的危害, 除幾種特殊的腐蝕形式外 (應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、點(diǎn)蝕等),設(shè)備腐蝕從發(fā)生、發(fā)展到腐蝕失效大多是一種緩慢的過(guò)程,類(lèi)似“慢性病”,如果一直未引起重視, 不去防治, 自然會(huì) “積勞成疾” ,最終會(huì)付出慘重的代價(jià);其次要有專(zhuān)業(yè)的腐蝕管理團(tuán)隊(duì)及必要的腐蝕防護(hù)資源投入,通過(guò)標(biāo)本兼治,防治結(jié)合,對(duì)重要的腐蝕敏感設(shè)備進(jìn)行定期的腐蝕檢查,定期的防腐處理來(lái)保證設(shè)備始終處于一種健康狀態(tài),避免出現(xiàn)腐蝕失控。


       
    記者:請(qǐng)您簡(jiǎn)要介紹一下貴公司的發(fā)展歷程,并重點(diǎn)談?wù)勗诤穗娫O(shè)備防腐方面的發(fā)展?fàn)顩r和應(yīng)用狀況?


        崔科長(zhǎng):
    大亞灣核電運(yùn)營(yíng)管理有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)營(yíng)運(yùn)大亞灣核電站、嶺澳核電站一期、嶺澳核電站二期共六臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆機(jī)組。大亞灣核電站是我國(guó)大陸首座大型商用壓水堆核電站, 1994 年全面建成投入商業(yè)運(yùn)行,擁有兩臺(tái)裝機(jī)容量為 98.4 萬(wàn)千瓦的壓水堆核電機(jī)組;嶺澳核電站一期于 2003年建成投產(chǎn),擁有兩臺(tái)裝機(jī)容量為 99萬(wàn)千瓦的壓水堆核電機(jī)組;嶺澳核電站二期于 2010 年商運(yùn),擁有兩臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電機(jī)組。


        大亞灣核基地地處大鵬半島,屬亞熱帶海洋性氣候,空氣潮濕且鹽分含量高,系統(tǒng)設(shè)備整體處于較苛刻腐蝕性環(huán)境中。大亞灣核電站從商運(yùn)初已認(rèn)識(shí)到了設(shè)備的腐蝕危害性,并成立了專(zhuān)門(mén)的腐蝕管理組織,經(jīng)過(guò)了多年的發(fā)展,形成了一只較專(zhuān)業(yè)、規(guī)范的腐蝕管理團(tuán)隊(duì),主要負(fù)責(zé)三個(gè)電站運(yùn)營(yíng)期間的腐蝕管理工作,建立了以預(yù)防性防腐檢查維護(hù)為主,以糾正性防腐維修為輔的腐蝕管理體系,并積極與中科院金屬所、北京科技大學(xué)、蘇州熱工研究院、EDF 等國(guó)內(nèi)外科研院所開(kāi)展技術(shù)交流與合作,運(yùn)用多種設(shè)備腐蝕控制技術(shù)解決了眾多設(shè)備的腐蝕問(wèn)題,為核電站的安全可靠運(yùn)行保駕護(hù)航。


       
    記者:請(qǐng)您談?wù)勱P(guān)鍵核電設(shè)備用材料具有哪些特點(diǎn)?


        崔科長(zhǎng):
    核電設(shè)備用關(guān)鍵金屬材料的國(guó)產(chǎn)化一直不盡人意。由于沒(méi)有核電站整體設(shè)計(jì)權(quán)和核關(guān)鍵設(shè)備的知識(shí)產(chǎn)權(quán),核電關(guān)鍵設(shè)備所用材料的選用和制造、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)也無(wú)話語(yǔ)權(quán),主要依靠國(guó)外的技術(shù)采購(gòu)規(guī)格書(shū)向國(guó)外企業(yè)采購(gòu),致使核電關(guān)鍵設(shè)備用金屬材料的開(kāi)發(fā)不能支撐核電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的需要。我國(guó)在建堆型的大型化,以及技術(shù)來(lái)源的多樣化,又為關(guān)鍵設(shè)備用材料國(guó)產(chǎn)化增添了一定的難度。與常規(guī)壓力容器相比,核電用材料具有以下主要特點(diǎn):


        (1)核設(shè)備用金屬材料設(shè)計(jì)考慮要素多。核能關(guān)鍵設(shè)備通常在高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕和強(qiáng)輻照的工況條件下工作,對(duì)材料的要求極高,通常要滿足核性能、力學(xué)性能、化學(xué)性能、物理性能、輻照性能、工藝性能、經(jīng)濟(jì)性等各種性能的要求,要達(dá)到專(zhuān)用的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)要求。


        (2)質(zhì)保體系要求嚴(yán)格。按法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和采購(gòu)技術(shù)條件規(guī)定完成材料的生產(chǎn)。我國(guó) HAF003/01 和 ASME 等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)核電材料生產(chǎn)全過(guò)程質(zhì)量控制有明確的要求。 對(duì)核級(jí)材料的設(shè)計(jì)、 生產(chǎn)、 試驗(yàn)、探傷運(yùn)輸全過(guò)程在嚴(yán)格的質(zhì)保體系下完成。對(duì)不符合項(xiàng)等進(jìn)行有效的管理和監(jiān)督,對(duì)有損于質(zhì)量的情況提出切實(shí)有效的糾正措施,對(duì)各流程進(jìn)行記錄和監(jiān)察,過(guò)程要求具有可追溯性。做到凡事有章可循,凡事有據(jù)可查,凡事有人負(fù)責(zé),凡事有人監(jiān)督。


        (3)化學(xué)成分要求更嚴(yán)格。受壓元件的 S、P 含量一般都要求 150ppM以下,反應(yīng)堆壓力容器某些部件要求80ppM,個(gè)別部件 S 含量要求為 50ppM以下。某些特定殘余元素嚴(yán)格規(guī)定,如對(duì)奧氏體不銹鋼硼含量不得超過(guò)18ppM;與堆內(nèi)冷卻劑接觸的所有零件(一般采用不銹鋼或合金制造) , 其鈷、鈮和鉭含量嚴(yán)格限定為 Co ≤ 0.20%,Nb+Ta ≤ 0.15%。某些接觸輻照的承壓容器,要求限制材料的銅、磷含量。


        (4)力學(xué)性能試驗(yàn)項(xiàng)目多,指標(biāo)要求嚴(yán)格。取樣數(shù)量比壓力容器多得多。
    取樣位置也有嚴(yán)格的要求。從指標(biāo)要求上看,夏比 V 型沖擊值要求比容器材料高得多,往往要同時(shí)提供 2 個(gè)或 3 個(gè)試驗(yàn)溫度下的沖擊吸收功、側(cè)向膨脹量和纖維區(qū)面積等。


        (5)無(wú)損檢測(cè)要求更嚴(yán)格的。超聲波探傷的驗(yàn)收要求比常規(guī)壓力容器高得多;部分容器用鋼板 UT 探傷重疊部分要求達(dá)到 10% ~ 15%。對(duì)于所有受壓部件都有嚴(yán)格的表面質(zhì)量要求,經(jīng)過(guò)VT 和 PT 探傷檢驗(yàn)。


        (6)核電用材的規(guī)格大、單重重、甚至有表面光潔度要求。核電設(shè)備用鋼板厚度達(dá)到 300mm,最大鍛件重達(dá) 300噸以上。核級(jí)管材、不銹鋼材等產(chǎn)品尺寸精度要求高,一些小徑、薄壁、特長(zhǎng)管材,要求直度和表面光潔度。需通過(guò)精密超聲波、渦流探傷,制造難度極大。


       
    記者:請(qǐng)您展望一下核電工業(yè)對(duì)腐蝕防護(hù)技術(shù)及材料的未來(lái)創(chuàng)新方向?


        崔科長(zhǎng):
    腐蝕將伴隨著整個(gè)核電工業(yè)的發(fā)展歷程,核電技術(shù)在不斷的發(fā)展,新的腐蝕問(wèn)題也必將會(huì)出現(xiàn),腐蝕防護(hù)技術(shù)也必須適應(yīng)核電技術(shù)的發(fā)展要求,對(duì)不同堆型,不同參數(shù)的核電機(jī)組可能出現(xiàn)的腐蝕問(wèn)題進(jìn)行前瞻性研究,并形成相對(duì)應(yīng)的腐蝕防護(hù)技術(shù),特別是可靠的材料耐蝕性能評(píng)估將對(duì)核電設(shè)備材料的選型具有積極的指導(dǎo)意義。


        從某種意義上將,核電關(guān)鍵設(shè)備材料的壽命決定了核電的運(yùn)行壽命,因此核電設(shè)備材料的選擇尤為重要,同時(shí)新材料的創(chuàng)新和發(fā)展也促進(jìn)了核電的發(fā)展,比如核電蒸汽發(fā)生器傳熱管已經(jīng)普遍采用耐蝕性能更優(yōu)的因科鎳 690 合金,采用海水作為冷卻介質(zhì)的冷凝器傳熱管普遍采用更耐海水腐蝕的鈦管等等,更優(yōu)異材料的創(chuàng)新和發(fā)展必將推動(dòng)核電事業(yè)的發(fā)展。

     

        后記:


        我國(guó)大力發(fā)展核電工業(yè)標(biāo)志著我國(guó)核電發(fā)展的春天已經(jīng)來(lái)臨,在未來(lái) 5 ~ 15 年將迎來(lái)一個(gè)高速發(fā)展期。國(guó)家要求逐步提高核電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化比例, 為我國(guó)核電材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供了廣闊的空間,核電產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇也隨之來(lái)臨,把握機(jī)會(huì)、贏得未來(lái)、走向核能強(qiáng)國(guó)是核電企業(yè)的發(fā)展終極目標(biāo)!

     

        人物簡(jiǎn)介

     

    3

     

        崔智勇,大亞灣核電運(yùn)營(yíng)管理有限責(zé)任公司技術(shù)部防腐科科長(zhǎng),高級(jí)工程師,從事核電腐蝕與防護(hù)工作15年。

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