田灣核電站一期BOP（輔助車間控制系統）工程制氯站的主要功能是通過電解海水產生次氯酸鈉，進入冷卻水系統殺死（抑制）海生物，保證管道和設備暢通以達到凝汽器和熱交換器的正常使用功能。反沖洗過濾器作為次氯酸鈉發生裝置電解槽的前置保護設備，其功能是去除海水中的貝類、機械雜質以及紫菜等顆粒較大的雜質，保證制氯系統的安全運行。目前，反沖洗過濾器殼體的防腐蝕設計為在鑄鐵內襯環氧樹脂涂層。每次拆卸設備均發現涂層存在脫落和損壞的情況，2017年兩臺設備先后發生底部腐蝕穿孔漏水，其他部位有多處腐蝕凹坑，影響機組的安全運行。

反沖洗過濾器底部腐蝕狀況

01 反沖洗過濾器腐蝕的原因

涂層失效

田灣核電站制氯站從廠區前池取水，前池與高公島取水頭部之間通過隧道連接，高公島海域內存在大量的藤壺、貽貝（海虹）、牡蠣等海生物，海水經過粗、細格柵過濾加氯后仍有少量的微生物進入前池，經過后期的繁殖和生長，海水中含有大量的活體海生物，前池海水進入反沖洗過濾器前無任何過濾和滅殺海生物的措施。反沖洗過濾器內部涂層常年浸沒在海水中，經過一系列的物理、化學作用，表面形成了以蛋白質大分子為主要成分的聚合物薄膜，該薄膜的電學性能極易造成微生物富集，形成一個復雜的海生物群落，大致過程依次為：表面接觸、表面滑動、尋找適當位置、分泌黏液增強附著、生長繁殖擴大，最后形成較大規模的海生物群落，這使得涂層表面的pH發生改變，還造成涂層表面的應力集中，加速環氧涂層的脫落，使殼體失去涂層的保護，直接接觸腐蝕性介質。

海水環境

1 氯化鈉：

海水中含有大量氯化鈉，其電離出的氯離子，使海水具有很高的導電率，海水中的鑄鐵很難保持長時間的鈍態，極易發生電化學腐蝕。

2 溶解氧：

海水中的溶解氧是造成鑄鐵發生腐蝕的重要因素，其在微電池的陰極區起到很強的去極化作用，鑄鐵作為陽極不斷地失去電子，使鑄鐵發生腐蝕。

3 微生物：

微生物在容器內繁殖和新陳代謝，改變了環境的某些理化特性，微生物細胞新陳代謝的最終產物、中間產物的分泌物以及酵素都能夠引起鑄鐵發生腐蝕。

02 高分子材料修復技術

高分子材料選擇

考慮到反沖洗過濾器內部浸泡于海水中，且沖洗過程中海水有一定流速，所以選用的高分子材料除了具有很好的耐海水腐蝕性能外，必須具有一定的耐沖刷磨損性能。容器內金屬腐蝕的凹坑深度、大小均不同，腐蝕穿孔的大小也不一樣，需要多種材料分層施工。

1 對于凹坑和穿孔較大的部位，選擇氣動耐磨防護劑（由小型陶瓷顆粒填充的雙組份環氧膠泥）進行填充，該材料可以保護設備在干濕環境中免受細顆粒的磨損，通常作為氣動輸送系統的保護襯里。

2 對于凹坑和穿孔較小以及氣動耐磨防護劑使用后粗糙的部位，選擇金屬修補劑（雙組分硅鐵填充材料）進行填充使表面平整，該材料對由腐蝕或機械沖擊引起的工件損壞具有良好的防護效果。

3 對于最終修復完成的表面，選用超光滑的陶瓷增強環氧樹脂涂層，該涂層具有很好的耐磨性，對于海水腐蝕和磨損起到非常好的防護效果。

高分子材料修復工藝流程

上述三種高分子材料均由基料和固化劑組成，混合時的最佳溫度為15~30℃，主要工藝措施如下：

1 現場準備：

基材溫度高于露點溫度3℃以上，相對濕度小于85%，現場無漂浮灰塵，無大霧和雨雪等惡劣天氣。

2 表面清潔處理：

采用電動工具將管道表面打磨至St3級（非常徹底的手工或動力工具除銹，條件允許盡可能達到非常徹底的噴砂除銹Sa2.5級），去除表面腐蝕產物、灰塵等雜質后，使用清洗劑進行清洗，控制金屬表面的氯離子質量濃度在40mg/L以下，表面處理的越徹底材料應用性能越好。

3 填充氣動耐磨防護劑：

按照產品技術說明書的比例，將氣動耐磨防護劑的固化劑和基料充分攪拌后，使用刮板刮涂到凹坑和穿孔部位并壓實，切忌將空氣滯留在材料內部。

4 二次清理：

待氣動耐磨防護劑完全固化后，使用鋼絲刷或砂紙對其表面進行打磨后，用清洗劑進行二次清洗。

5 填充金屬修補劑：

按照產品技術說明書的比例，將金屬修補劑的固化劑和基料充分攪拌后，使用刮板刮涂到小凹坑和小顆粒表面并壓實，以避免空氣滯留在材料內部。

6 涂刷兩道陶瓷增強環氧樹脂涂層：

待金屬修補劑完全固化后，用鋼絲刷進行手工拉毛處理，形成一定的粗糙度后，在表面涂刷兩道攪拌均勻的雙組份陶瓷增強環氧樹脂涂層，恢復原防腐蝕設計，每道陶瓷涂層厚度約為100μm，至此高分子材料修復施工完畢，如下圖所示。

修復后的反沖洗過濾器底部

結語

近幾年，核電站發生多起非計劃停機停堆事件，造成了重大的經濟損失，而海生物的大量生長，會造成冷卻水系統的凝汽器和熱交換器喪失其原有的功能，導致機組降功率或停機停堆。保證反沖洗過濾器的正常使用才能使加氯裝置正常運行，這對防止機組的非計劃停機停堆事件起到積極作用。經高分子材料修復完工后，田灣核電站反沖洗過濾器設備運行兩年多未再發生腐蝕泄漏。并且，高分子材料修復技術對金屬本身無任何傷害，其損耗后可以再次修復。