张太玉 郭浩
山东核电有限公司 山东烟台 265100
摘要：核电厂本身就是一个集成复杂性与系统性于一体的工作系统，日常运行期间，容易受到多方面因素的干扰影响，而出现质量隐患问题。其中，以腐蚀损伤问题尤为突出。究其原因，主要是因为核电厂设备长期保持高效运行状态，容易受到人为原因或者自然灾害等因素的影响，而出现腐蚀损伤问题。如果相关管理人员并未及时针对设备腐蚀损伤问题进行针对性处理，那么，核电系统整体运行质量效果将无法达到预期。基于此，本篇文章对核电厂设备的典型腐蚀损伤及其防护技术进行研究，以供参考。
关键词：核电厂设备；腐蚀损伤；防护技术
引言
实际上，到处都有侵蚀，这意味着核电站的设计和运行必然会出现重大的腐蚀问题。核电站本身的运行是一个复杂的系统，受人为因素、技术因素和环境的影响，带来放射性危害。在这种情况下，提高核电站的安全性对于确保核电站设备的稳定运行尤为重要。为了确保核电站的安全性和经济运行，必须将材料的完整性和可靠性结合起来，以确保一个相互排斥、相互支持的有效发电厂。
1核电厂设备典型腐蚀损伤问题表现
1.1微生物腐蚀
按照标准GB/T14643.5和GB/T14643.6分析国内某核电消防水的水样，其检测如表1所示，消防水中存在铁细菌和硫酸盐还原菌。消防水系统内部介质为生水，泵前后段的消防水管由于补水将带来氧气，为铁细菌生存提供了条件，而环网段的管道长期处于闭塞的状态，属于缺氧环境，为硫酸盐还原菌等厌氧性细菌提供生存条件。微生物腐蚀细菌是通过参与金属氧化过程获取能量，同时在此过程中产生的代谢物将改变微观环境，促进金属的进一步腐蚀。
1.2流体加速腐蚀问题
流体加速腐蚀问题主要是指在流体高速运动作用下，其会与金属表面之间发生撞击反应。同时，会带走金属表面的氧化膜，促使金属本体暴露出来，进而导致金属本体与相关物质发生化学反应，引发腐蚀损伤问题。结合以往的经验来看，这类腐蚀问题一般多易发生在管道拐角处。
1.3电偶腐蚀
核电站消防水系统最常见的电偶对为不锈钢和碳钢。在不锈钢和碳钢直接连接处，碳钢的腐蚀倾向大大增加，因此该部位应重点关注。尤其消防水泵进出口接管（图1所示）频发腐蚀问题，因为泵的壳体和叶轮都为高耐蚀合金，而接管为碳钢，同时水泵启动频发，则加速了碳钢管道的腐蚀。
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2典型腐蚀损伤出现的原因
2.1核电厂中的生产材料纯净性不足
核电站的应用实例清楚地表明，核电站元素的化学成分包括很多元素，但是，在实际的材料设计中，除了已经定义的元素之外，还必须存在其他元素，在这种情况下，这些元素可能不同于原来的化学成分。此问题不仅影响材料性能，而且大大增加了设备损坏的风险。因此，有效提高核材料元素的纯度以及有效防止和避免对设施造成典型的腐蚀损害是可能的。
2.2核电设备防腐蚀设计效果质量不佳
对于核电厂防腐蚀技术设计工作而言，设计人员并未完全立足于核电厂设备运行特点以及现场环境情况，对于防腐蚀施工以及防腐蚀检查工作未落实到位。或者是在相关材料的选择方面缺乏防腐蚀管理概念，因此，在核电设备防腐蚀设计工作中难以体现出防腐蚀设计标准。
2.3设备制造检验技术存在明显落后性
为了避免典型腐蚀损害在核电厂设备投入使用之前造成的负面影响，工作人员必须对设备进行必要的技术检查，包括生产效率低下。核电站设备的制造往往需要缩小旧原料的范围。但是，根据目前的制造验证技术，无法对设备中存在的负厚度进行准确分析，导致员工对材料的控制不准确。由于设备制造的检测技术落后，核电厂在运行和技术发展方面的整体稳定性将受到严重影响，可能会削弱对腐蚀损害的适当控制。
3核电厂设备典型腐蚀损伤问题的防护技术
3.1管道更换
通过管道定期测厚，设定某壁厚最小要求值，当壁厚降低至最小壁厚时，主动更换管道，防止管道穿孔失效或丧失抗震功能。该方案有明显的不足，如管道更换工作实施难度较大，上游管道更换窗口难安排等。法国某电站采用河水作为消防用水，腐蚀性相对较强，该电站运行10年后消防管道减薄严重，更换所有消防管道。
3.2涂层防护
涂层防护主要是通过外加涂层来强化消防水管道内表面，提高其抗空泡腐蚀性能。对于空泡腐蚀，核电厂内的一般涂层，无法承受空泡破裂时产生的高速、高压微射流及冲击波，无法起到有效保护作用。目前，对抗空泡腐蚀较有效的涂层有柔性高分子涂层及热喷涂涂层，其中高分子涂层主要有弹性有机硅树脂、聚脲弹性体、聚氨酯弹性体等，热喷涂涂层主要有NiTi合金、铜基合金、镍基合金等。
3.3核电厂设备防腐蚀设计问题
由于核电站设备种类繁多，降低设备的耐受性是目前防腐蚀对策的核心内容。核电站的防腐概念需要借助故障数量和故障概率进行准确分析。故障计数分析和故障概率分析在现实应用中可能具有更大的逻辑优势，因为故障计数可以准确分析聚合中设备的故障概率，并分析和预测故障设备对系统的影响。将这些技术有效地应用于核电站的腐蚀可以提高腐蚀的抗御能力。
3.4微生物腐蚀防护技术
微生物腐蚀防护技术要求操作人员应该严格按照微生物腐蚀防护技术原则，从多个方面针对防护处理工作进行统筹规划与合理部署。如操作人员应该定期清理核电厂设备，最好优先采用耐腐蚀材料作为设备主要材料。其中，对于金属材料易腐蚀问题必须予以高度重视。可优先采取非金属材料代替金属材料的方法控制微生物腐蚀速率。同时，在相关设备运行期间，操作人员应该定期做好杀菌处理工作，防止设备出现腐蚀损伤问题。
3.5材质升级
消防系统管道主要采用碳钢，耐蚀性能弱。优先考虑从设计源头解决其内部腐蚀问题。不锈钢材质可以满足消防水系统工况下的腐蚀与冲刷防护要求，但需要关注海水不能渗入消防水质，恶化水质。如发生海水渗入，介质中氯离子浓度升高，不锈钢会产生局部点蚀。
3.6保持电绝缘连接
电绝缘连接是指用各种惰性材料（包括密封材料）制成垫片、套管，插入法兰连接中，使两法兰阴极和阳极之间的电子导电通路断开，从而防止电偶腐蚀发生。
结束语
总而言之，为消除核电厂设备腐蚀损伤危害影响，建议相关管理人员应该勇于承担起自身的设备管理重责，严格按照防护管理原则及要求，准确针对当前核电厂设备腐蚀损伤问题进行针对性处理。与此同时，相关管理人员应该明确掌握造成核电厂设备腐蚀损伤问题的具体成因。并根据具体成因表现情况，采取针对性解决措施进行预防管理。除此之外，核电厂方面应该积极借鉴国内外先进防腐蚀技术，及时补缺当前防腐蚀技术体系存在的不足问题。相信在全体人员的不断努力下，核电厂设备腐蚀损伤问题势必会得到有效解决。
参考文献
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