大亞灣核電運營管理有限責任公司技術部防腐科崔智勇科長

    回顧中國核能發展的歷史，雖然中國軍用核工業起步較早，但是受制于整體經濟科技實力，在改革開放前，民用核工業的研究開發相對落后，不過自主掌握的石墨水冷生產堆和潛艇壓水動力堆技術為中國核電的發展奠定了基礎。上世紀 80 年代初，中國政府首次制定了核電發展政策，決定發展壓水堆核電廠，采用“以我為主，中外合作”的方針，先引進外國先進技術，再逐步實現設計自主化和設備國產化，中國的核電產業開始起步：1991 年，秦山 30萬千瓦壓水堆核電站投用，這是中國大陸自行設計、建造和運營管理的第一座壓水堆核電站，結束了中國大陸無核電的歷史，標志著中國核工業的發展上了一個新臺階，使中國成為繼美國、英國、法國、前蘇聯、加拿大、瑞典之后世界上第 7 個能夠自行設計、建造核電站的國家；1994 年，大亞灣 100 萬千瓦壓水堆核電站投用，大亞灣核電站引進了法國的核島技術裝備和英國的常規島技術裝備進行建造和管理，并由一家美國公司提供質量保證，作為改革開放以后中外合作的典范工程，成功實現了中國大陸大型商用核電站的起步，實現了中國核電建設跨越式發展、后發追趕國際先進水平的目標，為中國核電事業發展奠定了基礎。

    大亞灣核電運營管理有限責任公司是中國核電行業第一個專業化的運行管理公司，是在借鑒國外核電運行管理良好實踐的基礎上建立起來的，是對大亞灣地區核電站群堆管理的發展和升華，目的是對中國廣核集團的核電站實施專業化、集約化和科學化管理，也是對國家進一步深化改革、實現產權和運營管理權分離的有益嘗試。目前，運營公司負責營運大亞灣核電站和嶺澳核電站（一二期）共六臺百萬千瓦級壓水堆機組。為了全面了解大亞灣核電運營管理有限責任公司的發展歷程、企業精神，尤其是核電設備防腐方面的專業技術，記者特邀請到大亞灣核電運營管理有限責任公司技術部防腐科科長崔智勇高級工程師做相關方面的精彩解讀。

    記者：核電工業的腐蝕狀況如何？做好核電設備設施防腐的意義是什么？

    崔科長：材料的腐蝕是物質從高能態向低能態自然發展過程，也就是說材料的腐蝕是不可避免的，在一定的環境中，從嚴格意義上講絕對耐蝕的材料是很難找到的，正如生物都有壽命一樣，材料也是如此。腐蝕失效是金屬失效三大方式（腐蝕、斷裂和磨損）之一，核電工業使用的材料和其他工業一樣，也面臨著腐蝕問題，統計表明：腐蝕失效占全部金屬失效的 50% 以上。美國Davis Besse RPV 頂蓋硼酸腐蝕事件、日本 Mihama FAC 導致的蒸汽傷人事件等等，還對核電站的安全、經濟、可靠運行產生了重大的影響。

    核電工業是一個龐大的系統工程，設備眾多，材料繁雜，碳鋼、鑄鐵、合金鋼、不銹鋼、有色金屬、非金屬材料等等都有使用，應力腐蝕開裂、腐蝕疲勞、 流體加速腐蝕、 沖刷腐蝕、 硼酸腐蝕、點蝕等多種腐蝕形態并存，特別是一些重要系統設備，承擔著保證核安全的功能，合理選材并采取有效的防腐措施，延長設備的使用壽命，避免設備腐蝕失效對核電工業尤為重要。

大亞灣核電基地

    記者：您從事核電設備設施防腐工作多年，您認為核工業對腐蝕防護技術的需求有哪些方面？做好這些設備設施防腐的關鍵是什么？

    崔科長：腐蝕防護工作貫穿核電從設計、制造、安裝、調試、運行甚至到退役整個周期，隨著現代工業的發展，人們對腐蝕帶來的危害認識的越來越深刻，也越來越重視腐蝕防護工作，多種腐蝕防護技術都得到了快速的發展和應用，比如合理選材、設備表面涂裝防腐層、陰極保護技術、緩蝕處理、腐蝕檢測、金屬失效分析等腐蝕檢測、腐蝕分析、腐蝕防護等技術的應用從很大程度上控制了設備腐蝕的發生和發展。根據材料和環境所組成的腐蝕體系，選擇合適的材料及合適的腐蝕防護技術是腐蝕控制的關鍵，可選用一種腐蝕防護技術，也可選擇幾種腐蝕防護技術聯合應用。

    另外，針對核電工業特殊設備所使用材料的開發、應用及材料在高輻射環境下的腐蝕機理研究、腐蝕控制技術研究對核電工業的發展更為重要。

    做好設備防腐工作首先要認識到腐蝕的危害， 除幾種特殊的腐蝕形式外 （應力腐蝕開裂、點蝕等），設備腐蝕從發生、發展到腐蝕失效大多是一種緩慢的過程，類似“慢性病”，如果一直未引起重視， 不去防治， 自然會 “積勞成疾” ，最終會付出慘重的代價；其次要有專業的腐蝕管理團隊及必要的腐蝕防護資源投入，通過標本兼治，防治結合，對重要的腐蝕敏感設備進行定期的腐蝕檢查，定期的防腐處理來保證設備始終處于一種健康狀態，避免出現腐蝕失控。

    記者：請您簡要介紹一下貴公司的發展歷程，并重點談談在核電設備防腐方面的發展狀況和應用狀況？

    崔科長：大亞灣核電運營管理有限責任公司負責營運大亞灣核電站、嶺澳核電站一期、嶺澳核電站二期共六臺百萬千瓦級壓水堆機組。大亞灣核電站是我國大陸首座大型商用壓水堆核電站， 1994 年全面建成投入商業運行，擁有兩臺裝機容量為 98.4 萬千瓦的壓水堆核電機組；嶺澳核電站一期于 2003年建成投產，擁有兩臺裝機容量為 99萬千瓦的壓水堆核電機組；嶺澳核電站二期于 2010 年商運，擁有兩臺百萬千瓦級壓水堆核電機組。

    大亞灣核基地地處大鵬半島，屬亞熱帶海洋性氣候，空氣潮濕且鹽分含量高，系統設備整體處于較苛刻腐蝕性環境中。大亞灣核電站從商運初已認識到了設備的腐蝕危害性，并成立了專門的腐蝕管理組織，經過了多年的發展，形成了一只較專業、規范的腐蝕管理團隊，主要負責三個電站運營期間的腐蝕管理工作，建立了以預防性防腐檢查維護為主，以糾正性防腐維修為輔的腐蝕管理體系，并積極與中科院金屬所、北京科技大學、蘇州熱工研究院、EDF 等國內外科研院所開展技術交流與合作，運用多種設備腐蝕控制技術解決了眾多設備的腐蝕問題，為核電站的安全可靠運行保駕護航。

    記者：請您談談關鍵核電設備用材料具有哪些特點？

    崔科長：核電設備用關鍵金屬材料的國產化一直不盡人意。由于沒有核電站整體設計權和核關鍵設備的知識產權，核電關鍵設備所用材料的選用和制造、標準體系建設也無話語權，主要依靠國外的技術采購規格書向國外企業采購，致使核電關鍵設備用金屬材料的開發不能支撐核電設備國產化的需要。我國在建堆型的大型化，以及技術來源的多樣化，又為關鍵設備用材料國產化增添了一定的難度。與常規壓力容器相比，核電用材料具有以下主要特點：

    （1）核設備用金屬材料設計考慮要素多。核能關鍵設備通常在高溫、高壓、強腐蝕和強輻照的工況條件下工作，對材料的要求極高，通常要滿足核性能、力學性能、化學性能、物理性能、輻照性能、工藝性能、經濟性等各種性能的要求，要達到專用的標準法規要求。

    （2）質保體系要求嚴格。按法規、標準和采購技術條件規定完成材料的生產。我國 HAF003/01 和 ASME 等標準對核電材料生產全過程質量控制有明確的要求。 對核級材料的設計、 生產、 試驗、探傷運輸全過程在嚴格的質保體系下完成。對不符合項等進行有效的管理和監督，對有損于質量的情況提出切實有效的糾正措施，對各流程進行記錄和監察，過程要求具有可追溯性。做到凡事有章可循，凡事有據可查，凡事有人負責，凡事有人監督。

    （3）化學成分要求更嚴格。受壓元件的 S、P 含量一般都要求 150ppM以下，反應堆壓力容器某些部件要求80ppM，個別部件 S 含量要求為 50ppM以下。某些特定殘余元素嚴格規定，如對奧氏體不銹鋼硼含量不得超過18ppM；與堆內冷卻劑接觸的所有零件（一般采用不銹鋼或合金制造） ， 其鈷、鈮和鉭含量嚴格限定為 Co ≤ 0.20%，Nb+Ta ≤ 0.15%。某些接觸輻照的承壓容器，要求限制材料的銅、磷含量。

    （4）力學性能試驗項目多，指標要求嚴格。取樣數量比壓力容器多得多。取樣位置也有嚴格的要求。從指標要求上看，夏比 V 型沖擊值要求比容器材料高得多，往往要同時提供 2 個或 3 個試驗溫度下的沖擊吸收功、側向膨脹量和纖維區面積等。

    （5）無損檢測要求更嚴格的。超聲波探傷的驗收要求比常規壓力容器高得多；部分容器用鋼板 UT 探傷重疊部分要求達到 10% ~ 15%。對于所有受壓部件都有嚴格的表面質量要求，經過VT 和 PT 探傷檢驗。

    （6）核電用材的規格大、單重重、甚至有表面光潔度要求。核電設備用鋼板厚度達到 300mm，最大鍛件重達 300噸以上。核級管材、不銹鋼材等產品尺寸精度要求高，一些小徑、薄壁、特長管材，要求直度和表面光潔度。需通過精密超聲波、渦流探傷，制造難度極大。

    記者：請您展望一下核電工業對腐蝕防護技術及材料的未來創新方向？

    崔科長：腐蝕將伴隨著整個核電工業的發展歷程，核電技術在不斷的發展，新的腐蝕問題也必將會出現，腐蝕防護技術也必須適應核電技術的發展要求，對不同堆型，不同參數的核電機組可能出現的腐蝕問題進行前瞻性研究，并形成相對應的腐蝕防護技術，特別是可靠的材料耐蝕性能評估將對核電設備材料的選型具有積極的指導意義。

    從某種意義上將，核電關鍵設備材料的壽命決定了核電的運行壽命，因此核電設備材料的選擇尤為重要，同時新材料的創新和發展也促進了核電的發展，比如核電蒸汽發生器傳熱管已經普遍采用耐蝕性能更優的因科鎳 690 合金，采用海水作為冷卻介質的冷凝器傳熱管普遍采用更耐海水腐蝕的鈦管等等，更優異材料的創新和發展必將推動核電事業的發展。

    后記：

    我國大力發展核電工業標志著我國核電發展的春天已經來臨，在未來 5 ～ 15 年將迎來一個高速發展期。國家要求逐步提高核電設備國產化比例， 為我國核電材料的開發和應用提供了廣闊的空間，核電產業的機遇也隨之來臨，把握機會、贏得未來、走向核能強國是核電企業的發展終極目標！

    人物簡介

    崔智勇，大亞灣核電運營管理有限責任公司技術部防腐科科長，高級工程師，從事核電腐蝕與防護工作15年。