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核電設(shè)備的腐蝕與防護(hù)

所屬分類:常見問答    發(fā)布時間: 2020-09-29    作者:admin
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  除了油氣輸送管道面臨腐蝕威脅,高鐵、橋梁、核電站等設(shè)施也都曾經(jīng)因為腐蝕出現(xiàn)過事故。如位于美國舊金山的San Mateo-Hayward跨海大橋,處于浪濺區(qū)的預(yù)制橫梁因鋼筋銹蝕產(chǎn)生破壞,使用不到20年就必須耗巨資進(jìn)行修補(bǔ)。然而,對于嚴(yán)重腐蝕的結(jié)構(gòu),目前尚無成熟的修復(fù)技術(shù),即使投入大量資金,也只是阻止腐蝕加速進(jìn)程。如果腐蝕發(fā)生在核電站,則更加危險。然而,對于嚴(yán)重腐蝕的結(jié)構(gòu),目前尚無成熟的修復(fù)技術(shù),即使投入大量資金,也只是阻止腐蝕加速進(jìn)程。如果腐蝕發(fā)生在核電站,則更加危險。位于美國俄亥俄州的一核電站曾經(jīng)在2002年因為嚴(yán)重的腐蝕而被迫關(guān)閉長達(dá)兩年之久。

 目前,我國核電已經(jīng)進(jìn)入規(guī)?;炕l(fā)展的新階段,成為世界上發(fā)展.快、新建機(jī)組.多的國家。核設(shè)備服役環(huán)境極為苛刻,應(yīng)力腐蝕,輻照脆化等老化現(xiàn)象都會導(dǎo)致設(shè)備整體或部分部件功能失效而引發(fā)事故。隨著我國在役核電機(jī)組服役時間的推移,機(jī)組老化問題進(jìn)一步凸顯,加強(qiáng)對核電設(shè)備材料腐蝕與防護(hù)問題的研究,采取科學(xué)合理的核安全腐蝕與防護(hù)是關(guān)鍵。


出于安全和設(shè)備運行需要的,設(shè)計建造核電站一般位于遠(yuǎn)離人口稠密地區(qū)的江河、海邊,因此外部一般設(shè)備、廠房等腐蝕環(huán)境基本屬于腐蝕等級較高的臨水、海水或淡水條件。核電設(shè)備運行后,使用周期長,這對核電及相關(guān)系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)等的防風(fēng)防腐防潮性能、安全可靠性、工作效率等提出了十分苛刻的要求。建造核電站的設(shè)備主要分為三類:核島設(shè)備、常規(guī)島設(shè)備和輔助系統(tǒng)(BOP)。在核電廠主要存在的腐蝕有均勻腐蝕、原電池腐蝕、縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂四種。根據(jù)核電站各個部位防腐要求的不同,尤其是核電自身的特殊運行條件,核電站涂層防護(hù)可分為抗大氣腐蝕涂層和抗液體、埋地環(huán)境涂層,可以結(jié)合核電站設(shè)備組成分別對不同功用的適用涂層進(jìn)行分析。同時核電必須采用特殊的重防腐涂料涂裝,才能滿足長期防腐。

   核電站BOP設(shè)備的腐蝕問題與其他工業(yè)設(shè)施基本相同。目前,我國核電站全都建在東南沿海地區(qū),構(gòu)筑物和設(shè)備及部件中大量使用的碳鋼材料長期在海水中浸泡,有的直接與腐蝕性大氣環(huán)境接觸,腐蝕與防護(hù)問題比較突出。采取的防護(hù)手段主要有各種涂層保護(hù)、電化學(xué)保護(hù)(如陰極保護(hù))以及其他一些措施(如充氮和表面涂膜)等。



核電站運行時,環(huán)境溫度較高,且存在各種輻射輻射。因此核島內(nèi)適用涂層必須具有一定的耐溫性、抗輻照老化性。核島部分的使用的涂料和其冷卻水系統(tǒng)的防腐蝕要求和一般鋼結(jié)構(gòu)有重大區(qū)別。用于核電站的涂料,除了與一般涂料相同的要求外,還有一些特殊的更高的要求。核電站鋼結(jié)構(gòu)涂料需要按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行去污試驗、輻照試驗、老化試驗及鹽水噴霧等試驗,且符合核電站安全殼內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)涂料的技術(shù)性能和要求。核島適用涂層的選擇需滿足以下要求:(1)耐液體性實驗。達(dá)到EJ/T1087—1998,對長期與液體接觸的涂層系統(tǒng)按程序A進(jìn)行,對有可能造成液體飛濺區(qū)的涂層系統(tǒng)按程序B進(jìn)行。(2)去污、耐輻照實驗。達(dá)到EJ/T 1112--2000、EJ/T 1111-2000中丫射線輻照、去污性的要求。(3)涂料中的各種成分應(yīng)盡可能降低鹵族元素、硫元素的含量。根據(jù)各核島設(shè)計要求,控制硫和鹵素的總含量。(4)模擬DBA(Design Basis Accident)實驗及修補(bǔ)性試驗。

   為盡可能提高涂料的防護(hù)周期,除了采用優(yōu)質(zhì)可靠的核電專用產(chǎn)品外,嚴(yán)格的新造施工控制手段和高標(biāo)準(zhǔn)的施工規(guī)格也是必須采用的。涂層防護(hù)的好壞與施工過程的質(zhì)量控制密切相關(guān),尤其對于核電體系所要達(dá)到的長期防腐要求而言,高標(biāo)準(zhǔn)的表面處理等級、嚴(yán)格的新造施工控制等條件,都是達(dá)到良好涂裝品質(zhì)的必要條件。如:涂裝前表面處理,要求磨料干燥無油;涂裝前的表面清潔度;兩道面漆涂裝間隔;不同溫度、濕度條件下的涂層養(yǎng)護(hù)時間等。表面處理質(zhì)量包括三個方面,即鋼板表面的可視清潔度(銹蝕、氧化皮等)、粗糙度和不可視清潔度(油脂、可溶性鐵鹽、氯化物、硫化物、灰塵等)。鋼材表面可視清潔度(銹蝕、氧化皮)的評定,可分為定量和定性兩種方法。為了能正確、方便地評定鋼材在除銹之后的表面處理質(zhì)量,許多國家都先后制定了鋼材除銹的質(zhì)量等級標(biāo)準(zhǔn),我國標(biāo)準(zhǔn)為GB8923-88《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》。在施工中嚴(yán)格遵照現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)工程師以及涂料商提供的產(chǎn)品說明書、施工指導(dǎo)書等進(jìn)行施工也是保證涂料性能達(dá)到.大限度發(fā)揮的前提。在對混凝土表面涂裝前處理中,新水泥一般不宜立即涂裝涂料,至少要經(jīng)過28天的干燥養(yǎng)護(hù)后,使水分蒸發(fā)、鹽分析出才能開始涂裝。如需急施工,可采用15~20%的硫酸鋅溶液刷洗水泥表面數(shù)次,待干燥后出去析出的粉質(zhì)和浮粒;也可用5~10%的鹽酸溶液噴淋,再用清水洗滌干燥;此外也可用耐堿的底漆先進(jìn)行表面封閉處理。經(jīng)表面處理后的混凝土表面應(yīng)無浮漿、脫膜劑、油污,去除凸起物及打開所有表面的孔洞,用配套的環(huán)氧膩子修補(bǔ)表面存在的缺陷,注意不要使空氣滯留在坑內(nèi),使表面平整。為保證施工質(zhì)量,核電站涂層施工均設(shè)有獨立的質(zhì)量QC,負(fù)責(zé)施工過程的質(zhì)量檢查和記錄。配合現(xiàn)場涂料施工的技術(shù)支持工程師同樣擔(dān)負(fù)著解決涂料施工困難,控制涂裝效果,嚴(yán)格涂裝規(guī)范和條件等責(zé)任。

 通常核電站會遵循相關(guān)規(guī)定,定期停堆進(jìn)行維修、保養(yǎng);但也可能在正常運行過程中,由于核電結(jié)構(gòu)材料腐蝕開裂而被迫停堆。停堆一天,對核電站造成的經(jīng)濟(jì)損失大約為1000萬元。因此,要做到事前防控,才能.大限度地減少損失。企業(yè)要在生產(chǎn)過程中規(guī)范防腐蝕設(shè)計、合理選擇耐蝕材料和防腐蝕方法,才能.大程度地減少腐蝕帶來的損失或腐蝕事故。


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