滨海某核电站设备腐蚀问题探究

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1、滨海某核电站设备腐蚀问题探究　　摘要：分析了滨海核电站的腐蚀原理及分类，并以滨海某核电站典型的设备腐蚀问题为例，概括了滨海核电站设备腐蚀特点及成因，提出了解决腐蚀问题的策略。关键词：滨海核电站；设备腐蚀；策略中图分类号：U665文献标识码：A1引言核电站由于其环境条件、运行工况的特殊性，对设备和结构的安全性、可靠性提出了更高的要求。然而，对滨海核电站，受亚热带海洋性气候的影响，金属设备必须承受高温、高湿、高盐环境的煎熬，而对于工程建设阶段的核电站来说，除上述腐蚀环境外，还要受到如设备保养环境恶劣，交叉施工，人力投入不足等因素的影响，

2、设备腐蚀问题也愈来愈突出。2滨海核电站腐蚀原理及分类2.1腐蚀原理2.1.1化学腐蚀13在湿度较大、有侵蚀性介质的环境中，金属材料与空气接触时铁分子与空气中的氧及水分子起化学反应而生成氧化铁(锈)。铁锈的成份非常复杂，其中的水化氧化亚铁因含有大量的水份，可以对钢材造成再腐蚀作用。致使已氧化生锈的钢材不论是否再与空气接触氧化锈层均会继续发展。因此对钢结构的保护，不仅要使其与水分和氧隔绝还要彻底清除其表面的锈蚀。2.1.2电化学腐蚀滨海核电站设备的腐蚀速度与环境、温度和湿度以及有害介质的存在有关，其中湿度是一个决定性因素。金属设备在干燥

3、、洁净的空气中遭受腐蚀的速度是十分缓慢的，只有处于潮湿的、含有导电性粒子的空气中，金属才会腐蚀，特别是在海洋性气候环境中，海水和海洋大气对金属设备的侵蚀破坏更为严重，其腐蚀的速度比内陆大气中的高出许多倍。相对湿度达到某临界点时，水分在钢结构表面形成水膜，促进电化学过程，表现腐蚀速度增加。2.2腐蚀状况及分类按腐蚀介质划分，核电站腐蚀环境主要有：海洋大气腐蚀、水环境腐蚀和极端环境腐蚀3种[1]。2.2.1海洋大气腐蚀13该核电站地处亚热带季风性气候区，腐蚀主要发生在与海洋大气直接接触的结构材料和设备上。海洋大气腐蚀的对象涉及施工期间半

4、封闭状态的核岛厂房、常规岛厂房以及三回路相关系统和厂房等；该核电厂核岛厂房发生的腐蚀问题如压力容器上下法兰面及螺栓锈蚀，一回路PTR/RIS/EAS系统不锈钢管道及焊缝，一回路设备地脚螺栓普遍腐蚀问题，三回路相关系统和设备的腐蚀问题等，均与施工阶段半封闭状态下，高湿度环境下海洋大气腐蚀有关。2.2.2水环境腐蚀水环境腐蚀既包括普遍存在的海水环境，海水腐蚀，也包括除氧除盐水腐蚀。海水腐蚀包括材料和设备在海水介质中的均匀腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳和海生物腐蚀；淡水腐蚀为经除盐除氧处理后的淡水对输送管道的腐蚀。

5、该核电站二回路设备在停用后，内部普遍发生的腐蚀问题均属于水环境腐蚀。如凝汽器、除氧器、高低加、GGR主油室、汽水分离再热器、GSS疏水箱等设备内部发生的腐蚀问题等。2.2.3极端环境腐蚀问题极端腐蚀环境既包括一回路高温高压硼酸水对碳钢和低合金钢的腐蚀，也包括二回路高温蒸汽水对设备和管道内部的冲刷腐蚀和FAC，还包括三回路酸碱盐介质对设备的内外部腐蚀，海水穿墙体管道的腐蚀以及PX泵站内海水飞溅腐蚀等。该核电站三回路发生的CFI鼓形滤网不锈钢网片及碳钢骨架腐蚀、泵坑设备腐蚀问题、YA/YB酸碱区域设备腐蚀等均属于极端环境腐蚀问题。上述3

6、种腐蚀类型几乎涵盖了该核电站包括一回路、二回路、BOP设备在内的绝大多数腐蚀问题。133典型腐蚀问题简析3.1一回路主设备腐蚀问题压水堆核电站（PWR)—回路包含了核电站最重要的设备，有反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器、堆内构件、一回路管道、主泵等。这些设备的可靠性关系到整个核电站的安全和运行。　　国内某核电站工程建设期间（含设备到场、安装、调试阶段），一回路主设备出现了不同程度的腐蚀问题，例如反应堆压力容器、蒸汽发生器、主泵、RIS泵、EAS安全喷淋泵等；主要的腐蚀问题如下：3.1.1蒸汽发生器螺杆腐蚀蒸汽发生器、虽然能够更换，

7、但更换所需的时间长、维修费用大。该核电站蒸汽发生器到场后，在海洋露天环境下放置了较长时间，且吊装进入反应堆厂房后，在交叉施工且保护措施不健全的前提下，蒸汽发生器焊缝部位临时涂层大面积脱落，焊缝部位锈蚀；并且，1号蒸汽发生器螺杆产生锈蚀。如图1示。3.1.2压力容器主螺栓锈蚀13压力容器是不能更换的，如果它损坏就意味着核电站的关闭。该核电站压力容器筒体采用16MnR，并在内壁堆焊2层308、309系列不锈钢。本身具有较强的防腐蚀性能。该核电站压力容器安装后，压力容器上下法兰面及螺栓发生了锈蚀，且锈蚀面积较大。腐蚀状况见图1。主螺栓在出

8、厂前，均进行了磷化处理，理论上是能达到防腐要求的。由于装运、安装过程中缺乏周全的防护措施，致使磷化层受损，螺栓腐蚀。如图2示。图1蒸汽发生器螺杆锈蚀图2压力容器及主螺栓腐蚀3.1.3一回路PTR/RIS/EAS系统不锈钢设备腐蚀一回路