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核工業腐蝕概述

2017-07-10 10:23:47 作者：本網整理來源：中國腐蝕與防護網分享至：

　　核能與傳統的化石能源相比，具有產能效率高、可避免化石燃料燃燒引起的酸雨、大氣污染等環境問題。

　　核電站腐蝕環境

　　由于核設備長期處于高溫高壓流動水或飽和蒸汽、310℃ ~ 330℃高溫、15.5MPa 高壓、復雜工作應力以及強烈輻照等運行工況下。尤其管路雜質沉積容易引起塞積、應力腐蝕開裂（SCC）甚至破裂。這些局部腐蝕、磨蝕、腐蝕疲勞、應力腐蝕，輻照脆化等老化現象都會導致設備整體或部分部件功能失效而引發事故。

　　大多數核電站建于海邊，核電設備長期受到海水的侵蝕。由于海水中成分復雜且含有較多海生物，這些海生物進入設備、管道后滋生，導致設備出現工作效率下降、維修費用增加、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氧化性，這同時也加重了管道及設備腐蝕。

　　核電站腐蝕類型

　　● 核反應堆壓力容器腐蝕

　　○ 反應堆壓力容器（RPV）起著容納冷卻劑、支撐堆心、密封放射性物質、保持堆內運行壓力等作用。

　　○ 典型腐蝕： ① 不銹鋼、鎳基合金及焊接部位的應力腐蝕；②壓力容器的輻照脆化與環境疲勞③燃料包殼的積垢和垢下腐蝕等。

　　● 蒸汽發生器傳熱管道腐蝕

　　○ 傳熱管的腐蝕主要包括：應力腐蝕，晶間腐蝕、耗蝕、凹痕、微震磨損、點蝕或縫隙腐蝕、疲勞破壞、機械損傷等。

　　○防止傳熱管的腐蝕的方法可歸結為：

　　（1）傳熱管材料（提高鋼中鉻、鎳含量，增強抗腐蝕性）

　　（2）優化結構設計和管路施工結構設計；

　　（3）水質處理，添加緩蝕劑。

　　● 換熱器腐蝕

　　○ 換熱器腐蝕主要包括：氫腐蝕、氫脆、高溫硫化氫腐蝕、應力腐蝕、晶間腐蝕、沖刷腐蝕及回火脆性損傷等。

　　○ 失效形式：腐蝕破壞失效、結晶結垢失效和密封泄漏失效三類。

　　● 核反應堆芯材料腐蝕

　　○ 反應堆燃料包殼和堆芯結構材料包括：燃料包殼、壓力管、支架和孔道管。

　　○ 防腐方法：由于長期處于300 ~ 400℃的高溫高壓水和蒸汽環境下，高輻射電解水產生大量氫，因此須選用具有抗癤狀腐蝕，抗應力腐蝕，良好吸氫性能、焊接性能和力學性能的堆芯結構材料。

　　核腐蝕事故調查

　　2011 年，福島第一核電站核泄漏事故是核電站抗震能力不足和設備老化所致，包括原子爐壓力容器的中性子脆化，壓力抑制室出現腐蝕，熱交換區氣體廢棄物處理系統出現腐蝕。2004 年，關西電力公司美濱核電站 3 號機渦輪機室的冷凝管道由于在冷卻水腐蝕下逐漸變薄，進而壓力作用下引起延展性斷裂導致了核泄漏事故。

　　2002 年，戴維斯 - 貝斯核電站出現的嚴重腐蝕導致核電站關閉了兩年左右。

　　歐美日等國多次發生主回路接管安全端及壓力容器頂部貫穿管等部位的焊接接頭 SCC 失效，造成泄露。

　　美國薩凡納河反應堆中的 Zr-2 合金包殼管因“氫脆”造成早期破損事故。？

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