本文從福清核電工程前期設計、安裝中遇到的防腐問題入手進行深入討論，深入介紹海水相關系統防腐工作，各種材料在抗腐蝕性能上的優劣對比，在設計、預制、托運、施工期間的關注點，從而提高在核電建設期間及核電運行后設備、管道的防腐性能。福清核電站是目前中國自主化、國產化最高的核電機組，一期工程兩臺百萬千瓦機組預計于2014、2015年建成發電。目前一期工程處于安裝、調試高峰期，其中海水具有高含鹽量、高氯離子和有機質含量豐富等復雜成分，需要引起特別重視。核電廠通過海水作為最終冷源，將凝汽器、設備冷卻水、常規島閉式冷卻水系統的熱量帶入大海，但是由于海水存在較強的腐蝕性，對設備、管道的腐蝕不容忽視。通過借鑒兄弟電廠關于海水防腐工作中的經驗教訓，為福清核電建設中防腐工作創造有利條件。

    由于海水中成分復雜且含有較多海生物，這些海生物進入設備、管道后滋生，導致設備出現工作效率下降、維修費用增加、壽命縮短等問題，由此在粗隔柵和重要廠用水泵前管道處引入次氯酸鈉溶液，殺死水中海生物。雖然殺死了海生物，但是次氯酸鈉中氯離子有很強氧化性，這同時也加重了管道及設備腐蝕。所以該投加濃度必須在合理的水平，設計上添加氯離子濃度為1ppm次氯酸鈉。

    核電廠海水相關系統材料選擇及設計

    1、防腐材料 目前核電廠海水相關系統中材料選擇大致有：碳鋼襯膠管道、不銹鋼、碳鋼加防腐涂層、樹脂管道、鈦管。

    2、碳鋼加內襯管道 內襯管道主要有涂層、橡膠、塑料及水泥砂漿，福清一期主要運用碳鋼襯膠，運用在CFI、SEC、CTE、CRF系統的管道、大小頭及閥體的內襯中。襯膠管道只要內襯不受損壞就不會受到腐蝕，如果由于內襯老化、碰傷及局部缺陷導致小面積破損漏出碳鋼形成小陽極和大陰極，將造成陽極部分產生極大的腐蝕電流加快該針孔部分腐蝕甚至穿孔。防止襯膠管道腐蝕主要從以下幾方面考慮：盡量減少彎頭對管道的沖蝕或對彎頭部分進行特殊防腐處理；進行電火花檢測儀檢驗，不應有漏點現象，電火檢測儀輸出電壓為3000V/mm；加強出廠驗收襯板與金屬壁的貼實，不許空洞、脫開現象，搭接部分不許有氣泡、縫隙等。

    3、不銹鋼316L、Q345材料 福清核電海水相關系統中不銹鋼材料主要選用316L，碳鋼材料主要選用Q345。316L主要運用到粗隔柵、細隔柵、鼓網網片及沖洗水管等部分管線；Q345主要運行在輔助冷卻水管道、鼓網骨架等。316L本身具有很強的耐腐蝕性，由于核電站為了殺死海生物投加次氯酸鈉溶液使氯離子含量大增，而使其腐蝕較為嚴重。而實際運行中管徑變化處如彎頭、異徑管、三通處容易造成油漆脫落，在高流速、高腐蝕海水中則加快局部腐蝕和沖刷腐蝕。該部分應從以下幾點考慮：選用耐磨厚漿型樹枝涂層，加強防沖刷和腐蝕效果；在部分小管道中改用襯膠管，提高使用壽命；使用不銹鋼部分考慮雙重保護增加其抗腐蝕性能，外加電流或陽極塊的方式是核電站電化學保護的基本方法。

    4、鈦管 鈦管是一種防腐材料，對氯化物、硫化物和氨具有較高的耐蝕性能，耐水沖擊性能也較強，大量運用在設備冷卻水熱交換器、閉式冷卻水熱交換器和凝汽器熱交換管束中。秦山二期、寧德核電中閉冷水和設備冷卻水都使用板式熱交換器，交換效率低且流阻大，更容易引起鈦管腐蝕，福清核電使用管式熱交換器增加傳熱效率，且減少海水對設備的沖蝕；在運輸過程或停運時通過充氮或者干燥法進行保養；適當增加鈦管數量，減少海水對管側的沖刷，考慮海水腐蝕管道穿孔設計一定裕度，堵管率在10%左右[2]；不同金屬直接連接時造成電位差加快電位低側腐蝕，應選擇材質或電位相近材料，選用鈦鋼復合板（熱交換器水室、管板）或襯膠（凝汽器水室）。

    5、陰極保護 由于海水的腐蝕性，涂層及襯膠的作用是物理隔離，但是當涂層破壞如：涂層本身缺陷，針孔存在；施工或運行過程中涂層破壞使金屬暴露。這些現象導致小陽極大陰極的現象，使涂層破壞處腐蝕加速。為了有效地防治海水腐蝕，覆蓋層加陰極保護是最為緊急有效的方法，目前核電廠電化學防腐設計有犧牲陽極塊的陰極保護和外加電流陰極保護。

    （1)犧牲陽極塊陰極保護 犧牲陽極中陽極塊使用鋁-鋅-銦系統合金，主要運用在較分散、形狀簡單且易于更換的設備管道中，福清核電中粗隔柵、鋼閘門、細隔柵、循環水進出凝汽器管道、二次濾網、CC跌落井各閘門導軌均使用涂防腐漆加陽極塊設計。這些部分在核電建設階段需要重點考慮幾點：涂漆的厚度及保養，底漆涂敷時表面預處理應合格，出現銹蝕現象應對銹蝕部位表面重新進行預處理；焊縫、邊角及表面凹凸部分應增加涂敷遍數，下一道漆在上道漆表干后涂敷；在施工安裝中，陽極表面應保持清潔，嚴禁沾油污或油漆，陽極腳應與焊接部分采用連續滿焊；陽極塊是逐漸消耗，在機組每次大修及小修時，應檢查陽極塊，以免陽極塊脫落降低防腐蝕性能且增加循環水阻力[3]。陽極塊布置要在合理位置考慮對稱布置和均勻布置。

      (2)外加電流陰極保護 外加電流陰極保護，其原理是向被腐蝕金屬結構表面施加一個外加電流，被保護物成為陰極，從而使得金屬腐蝕發生的電子遷移得到抑制，避免或減弱腐蝕的發生。外加電流一般用于大型的、結構形狀復雜的設備。福清核電海水系統中鼓型濾網和重要廠用水系統中GA溝管道（SEC泵出口至核輔助廠房熱交換器部分）使用外加電流陰極保護。外加電流陰極保護從以下幾點考慮：通過對保護電位反復測試及調整，選定合適的滿足要求的輸出電壓檔，避免過保護現象；各陽極電流應相差較小，這對提高各陽極的利用率和保護效果極為重要[4]；陰極保護投入使用后，應在所有的保護電位測試位置上經常進行測量并不斷調整電流，滿足保護電位的需要。

 

責任編輯：王元

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