核電廠設備缺陷統計結果表明，腐蝕損傷是日常運行和換料大修的主要缺陷類型，比較嚴重的腐蝕損傷會導致運行期間設備或管道帶壓堵漏，甚至導致機組≥10%功率波動或非停事件的發生，其中以常規島所占比例較高。

    參考相關可靠性理論，設備材料腐蝕損傷相關可靠性可劃分為兩大類，即固有可靠性和使用可靠性。核電廠的運行經驗表明，核島設備防腐蝕設計較為成功，常規島的設備材料主要是在固有可靠性方面存在待改進問題。

    可靠性

    核電廠系統設備可靠性是指系統或設備在規定時間區間內和規定條件下能完成規定功能的能力。國內外核電廠目前大多參考美國核電運行研究所發布的INPO AP-913V2識別和組織核電廠設備可靠性相關活動。

    然經筆者分析，認為INPO AP-913V2側重設備管理及使用可靠性，并未形成包括固有可靠性分析和基于可靠性原理的體系。可靠性工程控制的核心思想是通過分析得出根本原因，并針對根本原因采取措施，可靠性就會得到提高。

    本文主要結合秦山二期的情況探討設備材料腐蝕損傷相關固有可靠性和使用可靠性問題，但這些問題帶有普遍性。

    固有可靠性

    （1）核電材料標準

    材料性能是核電廠設備設計輸入的關鍵數據，眾多廠家生產的材料的固有可靠性需要用材料標準來規范。對于核電材料標準方面存在的問題歸納和探討如下：

    1.核電材料規范對部分材料化學成分控制范圍過寬、殘余元素控制不足

    2.核電材料規范存在對組織和相結構的要求不夠明確

    3.部分替代外國進口材料有待根據工程經驗反饋持續完善并期待形成核心技術

    （2）核電設備防腐設計

    主要是核電廠常規島的設備材料發生了較多因防腐設計不當（主要是結構設計和/或材料選材）導致的腐蝕損傷，核電廠為此已實施并正在研究大量的相關技術改造。

    核電設備防腐設計不當的典型案例如下：

    1.SRI/SEN板式熱交換器板間流速設計值過高，導致鈦板故障頻發

    2.二回路部分汽水管道的材料選材不當

    秦山二期四臺核電機組30余堆年運行期間因FAC導致汽水管道帶壓堵漏高達近300起，集中發生在AHP、GSS、VVP、APA、CET、GPV等系統汽水兩相管道（主要是疏水小管道），原因是設計選用的碳鋼的Cr含量未達到抗FAC的含量，部分系統管道的管材如表所示。

  二回路部分汽水管道及其材料

    3.SEC泵海水泥沙沖蝕-腐蝕

    SEC泵在含砂海水中的工況與料漿沖蝕模型相近，在顯微切削的同時伴隨著電化學腐蝕，致使檢修周期偏短。葉輪形貌如圖所示。

    SEC泵葉輪磨蝕形貌

    4.防腐施工和腐蝕檢查的可達性

    （3）設備制造

    設備制造導致的固有可靠性問題，主要包括制造質量質量控制不夠嚴格，制造檢驗技術落后，制造工藝技術欠缺等。筆者曾研究國內外奧氏體不銹鋼Z2CN18-10和Z2CND18-12N管材的制造質量問題，歸納出可能存在的以下問題需要關注：

    1）使用較多的廢鋼進行冶煉，導致發生問題很多，尤其是雜質含量控制問題。

    2）鍛造比不足3，采用煤氣加熱代替精煉電爐導致表面增碳，小直徑管道內壁增碳嚴重，大管徑管道用擴管工藝代替正常的軋制或者拉拔工藝，固溶處理加熱速率偏離和保溫時間較短，晶粒度偏粗，屈服強度過高等問題。

    使用可靠性

    設備材料使用可靠性，包括運行方面的環境相容性、工藝參數是否在設計范圍和系統健康監督，維修方面的材料完整性、預防性維修優化和維修質量控制等。

    偏離設計運行的常見例子是截止閥長期作為調節閥使用，例如汽輪機旁排系統（CET）截止閥，由此導致閥門遭受異常沖刷損壞，故障多次重復發生。

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責任編輯：王元

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