核能與傳統(tǒng)的化石能源相比，具有產(chǎn)能效率高、可避免化石燃料燃燒引起的酸雨、大氣污染等環(huán)境問題。

核電站腐蝕環(huán)境

    由于核設備長期處于高溫高壓流動水或飽和蒸汽、310℃ ~ 330℃高溫、15.5MPa 高壓、復雜工作應力以及強烈輻照等運行工況下。尤其管路雜質沉積容易引起塞積、應力腐蝕開裂（SCC）甚至破裂。這些局部腐蝕、磨蝕、腐蝕疲勞、應力腐蝕，輻照脆化等老化現(xiàn)象都會導致設備整體或部分部件功能失效而引發(fā)事故。

    大多數(shù)核電站建于海邊，核電設備長期受到海水的侵蝕。

    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(xiàn)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。

核電站腐蝕類型

    ● 核反應堆壓力容器腐蝕

    ○ 反應堆壓力容器（RPV）起著容納冷卻劑、支撐堆心、密封放射性物質、保持堆內(nèi)運行壓力等作用。

    ○ 典型腐蝕： ① 不銹鋼、鎳基合金及焊接部位的應力腐蝕；②壓力容器的輻照脆化與環(huán)境疲勞③燃料包殼的積垢和垢下腐蝕等。

    ● 蒸汽發(fā)生器傳熱管道腐蝕

    ○ 傳熱管的腐蝕主要包括：應力腐蝕，晶間腐蝕、耗蝕、凹痕、微震磨損、點蝕或縫隙腐蝕、疲勞破壞、機械損傷等。

    ○防止傳熱管的腐蝕的方法可歸結為：

    （1）傳熱管材料（提高鋼中鉻、鎳含量，增強抗腐蝕性）

    （2）優(yōu)化結構設計和管路施工結構設計；

    （3）水質處理，添加緩蝕劑。

    ● 換熱器腐蝕

    ○ 換熱器腐蝕主要包括：氫腐蝕、氫脆、高溫硫化氫腐蝕、應力腐蝕、晶間腐蝕、沖刷腐蝕及回火脆性損傷等。

    ○ 失效形式：腐蝕破壞失效、結晶結垢失效和密封泄漏失效三類。

    ● 核反應堆芯材料腐蝕

    ○ 反應堆燃料包殼和堆芯結構材料包括：燃料包殼、壓力管、支架和孔道管。

    ○ 防腐方法：由于長期處于300 ~ 400℃的高溫高壓水和蒸汽環(huán)境下，高輻射電解水產(chǎn)生大量氫，因此須選用具有抗癤狀腐蝕，抗應力腐蝕，良好吸氫性能、焊接性能和力學性能的堆芯結構材料。

核腐蝕事故調查

    2011 年，福島第一核電站核泄漏事故是核電站抗震能力不足和設備老化所致，包括原子爐壓力容器的中性子脆化，壓力抑制室出現(xiàn)腐蝕，熱交換區(qū)氣體廢棄物處理系統(tǒng)出現(xiàn)腐蝕。2004 年，關西電力公司美濱核電站 3 號機渦輪機室的冷凝管道由于在冷卻水腐蝕下逐漸變薄，進而壓力作用下引起延展性斷裂導致了核泄漏事故。

    2002 年，戴維斯 - 貝斯核電站出現(xiàn)的嚴重腐蝕導致核電站關閉了兩年左右。

    歐美日等國多次發(fā)生主回路接管安全端及壓力容器頂部貫穿管等部位的焊接接頭 SCC 失效，造成泄露。

    美國薩凡納河反應堆中的 Zr-2 合金包殼管因“氫脆”造成早期破損事故。？

核電站海水相關系統(tǒng)材料選擇及設計

    防腐材料

    目前核電廠海水相關系統(tǒng)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。

    （1）碳鋼加內(nèi)襯管道

    內(nèi)襯管道主要有涂層、橡膠、塑料及水泥砂漿，襯膠管道只要內(nèi)襯不受損壞就不會受到腐蝕，如果由于內(nèi)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(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)象，搭接部分不許有氣泡、縫隙等。

    （2）不銹鋼 316L、Q345 材料

    316L 主要運用到粗隔柵、細隔柵、鼓網(wǎng)網(wǎng)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(wǎng)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。

    （3）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(yǎng)；適當增加鈦管數(shù)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；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） 。

    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(xiàn)象導致小陽極大陰極的現(xiàn)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(tǒng)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，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(yǎng)，底漆涂敷時表面預處理應合格，出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)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(shù)，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(xù)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(huán)水阻力。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

    外加電流一般用于大型的、結構形狀復雜的設備，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(xiàn)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；陰極保護投入使用后，應在所有的保護電位測試位置上經(jīng)常進行測量并不斷調整電流，滿足保護電位的需要。