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核工業(yè)腐蝕概述

2017-07-10 10:23:47 作者：本網(wǎng)整理來源：中國腐蝕與防護網(wǎng) 分享至：

　　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(shè)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(yīng)力以及強烈輻照等運行工況下。尤其管路雜質(zhì)沉積容易引起塞積、應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）甚至破裂。這些局部腐蝕、磨蝕、腐蝕疲勞、應(yīng)力腐蝕，輻照脆化等老化現(xiàn)象都會導致設(shè)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(shè)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(shè)備、管道后滋生，導致設(shè)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(shè)備腐蝕。

　　核電站腐蝕類型

　　● 核反應(yīng)堆壓力容器腐蝕

　　○ 反應(yīng)堆壓力容器（RPV）起著容納冷卻劑、支撐堆心、密封放射性物質(zhì)、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(yīng)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(yīng)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(jié)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(jié)構(gòu)設(shè)計和管路施工結(jié)構(gòu)設(shè)計；

　　（3）水質(zhì)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(yīng)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(jié)晶結(jié)垢失效和密封泄漏失效三類。

　　● 核反應(yīng)堆芯材料腐蝕

　　○ 反應(yīng)堆燃料包殼和堆芯結(jié)構(gòu)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(yīng)力腐蝕，良好吸氫性能、焊接性能和力學性能的堆芯結(jié)構(gòu)材料。

　　核腐蝕事故調(diào)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(shè)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(guān)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(guān)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(yīng)堆中的 Zr-2 合金包殼管因“氫脆”造成早期破損事故。？

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