目前在核電站中的鍍鋅構(gòu)件應(yīng)用范圍主要有電器及儀表用托架、支架、掛件、穿線管，部分管道支撐、吊架，閥門部件等，通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)道以及螺栓、螺母大都采用鍍鋅的方法避免其基體受到侵蝕。經(jīng)過現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)絕大部分構(gòu)件長期處于沿海開放大氣環(huán)境中，經(jīng)受著腐蝕性溶劑及氣體的不斷侵蝕。鍍鋅層出現(xiàn)老化、銹蝕現(xiàn)象，將影響其結(jié)構(gòu)的使用性和安全性，通過對分析鍍鋅構(gòu)件的腐蝕機理，在腐蝕的早期階段進行鑒定并使用冷鍍鋅修補劑刷涂修復(fù)劣化部位，可以有效的延長其使用壽命。

　　腐蝕產(chǎn)物分析

　　構(gòu)件腐蝕的開端都伴隨著白銹的產(chǎn)生，當(dāng)鍍鋅構(gòu)件出現(xiàn)白銹析出時，在構(gòu)件表面較輕微的部位，用細(xì)砂紙輕輕的磨去腐蝕產(chǎn)物，下部依然是光亮的鍍鋅層時證明其還具有一定的耐腐蝕性能，如不對其進行有效的修復(fù)，將導(dǎo)致鋅層表面出現(xiàn)氣孔及部分鋅層的脫落。但當(dāng)用砂紙打磨過后底部出現(xiàn)紅繡或點蝕坑時，則表明鍍鋅層已經(jīng)失去對基體提供的保護。對發(fā)生較嚴(yán)重白銹的構(gòu)件取樣進行掃描電鏡微觀成分分析。

閘閥鍍鋅限位板出現(xiàn)白銹及局部銹蝕

　　由此可見鍍鋅層表面形成的腐蝕產(chǎn)物結(jié)構(gòu)疏松，未能有效的形成一層致密的氧化產(chǎn)物膜來阻止腐蝕進一步進行。在發(fā)生白銹的熱鍍鋅層表面收集腐蝕產(chǎn)物粉末進行X射線衍射分析，結(jié)果表明，腐蝕產(chǎn)物由ZnCl₂·4Zn(OH)₂、2ZnCO₃·4Zn(OH)₂和ZnO組成。

　　在這種情況下的腐蝕產(chǎn)物不能抑制反應(yīng)的繼續(xù)進行，該核電站所處的海洋性氣候環(huán)境中，由于較高的Cl^-沉降率，導(dǎo)致腐蝕產(chǎn)物進一步形成ZnCl₂·4Zn(OH)₂。當(dāng)腐蝕產(chǎn)物干燥后會產(chǎn)生沒有保護能力的、相對易溶的氫氧化鋅及表面疏松的氧化鋅，由于ZnCl₂·4Zn(OH)₂和ZnO的存在，進一步阻礙致密的堿式酸辛的防腐蝕保護膜的形成，使得腐蝕進一步加劇，從而使被保護機體出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致破損及斷裂。

　　在大氣中暴露的鍍鋅構(gòu)件表面鍍層腐蝕過程的6個階段如下所示。

　　1）鋼板表面被鍍鋅層完整的覆蓋，這時所發(fā)生的腐蝕是鋅在大氣中的腐蝕，由于鋅腐蝕生成的產(chǎn)物對自身的保護作用，因此腐蝕的速度比較慢。鍍鋅層使鋼鐵與大氣（腐蝕環(huán)境）相隔絕的物理方式，保護了鋼鐵不受腐蝕。

　　2）鍍鋅層由于腐蝕和其他原因，鍍鋅層中合金層部分地暴露于大氣中，這時鋼鐵仍受到與第一種情況相同形式的完全保護，只是由于電極電位的不同，電位較負(fù)的鍍鋅層將對電位較正的合金層提供電化學(xué)保護而優(yōu)先腐蝕。

　　3）在鍍鋅層腐蝕過程中，純鋅層耗盡，但合金層仍能完整地覆蓋鋼鐵表面，這時合金層發(fā)揮作用，仍與前兩種情況一樣，是一種隔絕環(huán)境的物理保護方式

　　4）當(dāng)鍍層部分缺損（如局部腐蝕、劃傷、切口、沖孔等情況）使鋼板局部暴露于大氣中時，情況變得比較復(fù)雜。在潮濕大氣中，由于水的存在Zn、Fe-Zn、Fe都形成電極并處于平衡狀態(tài)。

　　5）當(dāng)純鋅層消耗殆盡，鋼鐵部分裸露在大氣中時，Zn-Fe合金層由于電位較鐵負(fù)，仍對鐵進行化學(xué)保護，但由于其電位相對較正，所以提供的電化學(xué)保護能力較差。

　　6）當(dāng)合金鍍層作為電化學(xué)保護中的陽極消耗完之后，鋼鐵便進入大氣腐蝕過程之中，并由其所處的環(huán)境決定其使用壽命。

　　維修方式討論和維修方法比較

　　目前對鍍鋅構(gòu)件切口及組件墊片均采用環(huán)氧富新涂料進行修補，但是根據(jù)其涂料性能，環(huán)氧富鋅底漆對剛才表面除銹等級的要求很高，基體表面處理需達到Sa2.5級，但是現(xiàn)場實際操作中很難有對鍍鋅構(gòu)件損壞處進行噴砂除銹處理的條件，另外由于一般鍍鋅構(gòu)件較薄，如果進行噴砂除銹達到Sa2.5級等級要求時，將造成鍍鋅構(gòu)件的穿孔和損壞。另外環(huán)氧富鋅底漆對鋼材表面粗糙度要求為30μm,而根據(jù)GB6060.5-88中要求噴砂除銹才可以達到表面粗糙度25μm以上，因此在現(xiàn)場實際維修中很難達到表面粗糙度要求，如果僅是打磨表面銹蝕部位直接涂裝，將導(dǎo)致漆膜在干燥后與被涂裝基體脫離、鼓泡的現(xiàn)象從而影響其對基體的保護目的。在施工過程中僅涂刷環(huán)氧富鋅底漆并沒有涂刷中間漆和面漆，由于環(huán)氧無機富鋅底漆其耐候性能較差，在沒有中間漆和面漆的有效保護下短時間內(nèi)就會再次出現(xiàn)涂膜失效或粉化現(xiàn)象。而且SH3022-99中3.1.4條規(guī)定鍍鋅表面不應(yīng)涂漆，因此在選用修補劑時應(yīng)選用更為適合的涂料進行維修。

　　基于上述狀況，本次試驗性維修選用羅巴魯冷鍍鋅涂料，以刷涂的方式對銹蝕部位進行修補。其防腐原理是利用電化學(xué)作用對基體提供保護，而且冷鍍鋅涂料中鋅含量較高約在90%以上，而常規(guī)富鋅漆僅為80%左右，從而在電化學(xué)腐蝕犧牲陽極保護的過程中，冷鍍鋅涂料其作用時間要遠優(yōu)于環(huán)氧富鋅涂料。冷鍍鋅涂料施工簡便，對基體表面處理要求較低，僅使用手動電動工具除銹，使鐵、鍍鋅面露出清潔表面（即ST3級）。操作簡單，冷鍍鋅涂料為單組份涂料，不需稀釋劑及其它助劑，可以刷涂、輥涂、噴涂。施工工期較短表干時間為20-30分鐘，而一般環(huán)氧富鋅涂料表干時間約為1-2個小時（受維修時氣溫影響較大）。冷鍍鋅涂料耐候性能較好，耐熱性能最高為100℃、耐寒性為-60℃，其耐寒性能也可以滿足該電站的冬季防腐維修施工 要求。

　　維修工序

　　1）采用手工打磨及電（風(fēng)）動工具打磨去除表面氧化皮及舊鍍膜，除銹等級標(biāo)準(zhǔn)達到St3級。

　　2）對冷鍍鋅涂料進行充分?jǐn)嚢瑁乐构虘B(tài)鋅因攪拌不均勻而得不到有效的利用。

　　3）修補時應(yīng)盡量采用刷涂，不要使漆膜過分延展，在保證漆膜厚度的前提下均勻全覆蓋基體即可。

　　4）第一道涂刷1-3小時后待漆膜表干后再進行第二道漆膜涂刷。

　　5）檢測：帶漆膜干燥后檢測其干膜厚度，原則應(yīng)至少大于原鍍層厚度。

　　總結(jié)

　　1）在海洋環(huán)境下，白銹的產(chǎn)生機理是氧濃度差電化學(xué)腐蝕，熱鍍鋅產(chǎn)生的白ZnCl₂·4Zn(OH)₂、2ZnCO₃·4Zn(OH)₂和ZnO組成，它的結(jié)構(gòu)松散，不能形成具有保護作用的腐蝕產(chǎn)物膜。在該電站所處的海洋環(huán)境下，由于Cl^-及SO₂的存在，會提高水的導(dǎo)電率從而增大電化學(xué)腐蝕的速率。

　　2）由于目前已經(jīng)出現(xiàn)白銹及局部基體銹蝕及鍍鋅層與基體剝離現(xiàn)象，對電站內(nèi)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象的鍍鋅構(gòu)件選用冷鍍鋅法進行修補，從目前的效果來看較為有效的防止銹蝕面積擴大，延長構(gòu)件使用壽命，消除了由于構(gòu)件銹蝕而帶來的安全隱患。

　　3）在未來的機組運行過程中，也應(yīng)加強對鍍鋅構(gòu)件的腐蝕監(jiān)測、有效管理、高效預(yù)防、妥善處理，以確保構(gòu)件的使用及安全性能。

責(zé)任編輯：劉傳

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