核电厂设备的典型腐蚀损伤及其防护技术探讨

核电厂设备的典型腐蚀损伤及其防护技术探讨

徐亚飞

福建福清核电有限公司 福建 福清 350318

摘要：文章针对核电厂设备腐蚀损伤问题，从腐蚀损伤的成因、腐蚀损伤的防护技术进行了分析，结果证实：对于核电厂设备的腐蚀损伤问题，及时采取针对性的防护措施，使用全新的防护技术，能保证核电厂的工作顺利开展。

关键词：核电厂；设备；腐蚀损伤；防护技术

在核电厂设备运行中，腐蚀损伤是一种常见问题，不仅会影响设备的运行效率和质量，还会缩短设备的运行寿命，甚至威胁周围居民的生命、财产安全。对此，需要相关人员深入分析设备腐蚀损伤问题，优化防护措施，在稳定、高效防护技术的影响下，尽量减少设备的运行成本，保证核电设备安全、稳定的运行。

1、核电厂设备的典型腐蚀损伤问题和成因

1.1核电厂设备的典型腐蚀损伤问题

1.1.1应力腐蚀问题

所谓应力腐蚀，是金属在腐蚀介质、拉应力的相互作用下引发的，是核电厂设备的常见腐蚀损伤问题。由应力腐蚀问题带来的危害，通常不存在变形征兆，而是突然断裂，给设备的运行带来严重影响。在核电厂设备中，承压容器设备易出现应力腐蚀，建议工作人员基于成因采用解决措施，保证设备高质量的运行。

1.1.2微生物腐蚀问题

所谓微生物腐蚀，是指金属表面、微生物膜具备的pH值、氧浓度等远超本底溶液，从而引发腐蚀问题。加之微生物代谢产物的影响，如二氧化硫、二氧化碳等，加快腐蚀速度，导致设备表面腐蚀损伤。若不采取有效措施及时处理，将严重影响设备的运行质量^[1]。

1.1.3流体加速腐蚀问题

所谓流体加速腐蚀，是指在流体高速运行的情况下，其和金属表面出现撞击反应，并带走氧化膜，暴露金属本体，导致其和相关物质发生反应，从而引发腐蚀损伤问题。结合工作经验，流体加速腐蚀问题通常位于管道拐角处。

1.2核电厂设备的典型腐蚀损伤成因

1.2.1核电材料方面

其一，核电材料纯净度不高。核电设备使用标准规定，控氮钢化学成分必须包括氮、磷、硅、碳等元素，但是在实际设计中，通常会在规定元素上添加其他元素，如钴、铍等，使原本材料的性能发生变化。试验显示，新增元素内有很多影响材料敏感性的元素，可能会导致其在运行中出现腐蚀问题；其二，核电材料不可靠。受设备维修资料、运行环境等方面的影响，使设备材料在实际应用中受诸多因素干扰出现质量问题。若不尽早解决，极有可能会加重腐蚀损伤问题。

1.2.2设备制造检验技术方面

一般来讲，在正式使用核电设备前，为避免腐蚀损伤、故障等问题带来的影响，工作人员会对设备进行检验，此操作并不包含设备制造控制方面。在核电设备生产中，需要冶炼废旧钢材，然而由于现有制造检验技术有限，无法精准的分析设备杂质，使得工作人员无法有效控制材料杂质。由于制造检验技术严重落后，给核电厂的整体工作带来不良影响，不利于对腐蚀损伤问题的管控。

1.2.3防腐蚀设计方面

在核电厂防腐蚀设计过程中，工作人员并没有从核电厂的实际情况着手，导致核电设备频繁出现腐蚀损伤问题。究其原因，可能是在选择设备材料时，未充分考虑腐蚀介质，未贯彻落实防腐蚀检查工作等。典型案例：SEN/SRI热交换器流速快，导致钛板出现故障；SEC泵内存在水泥、沙等杂质，使设备出现腐蚀问题；二回路中的部分材料选择不合适，造成管道堵塞^[2]。

2、核电厂设备的典型腐蚀损伤防护技术

2.1规范处理核电材料

在我国科技水平不断提升的背景下，虽然核电厂的各项技术都取得了显著发展，但是在制造生产设备期间，仍未明确材料的标准及性质，无法保障设备质量。鉴于此，需要核电厂相关部门严格审查工作细节，如设备材料采购计划、检验报告等，设备生产时还要二次检查材料；检验材料元素杂质，以免给设备的运行带来影响。例如，在鉴定某种合成材料时，应重点鉴定安全级设备，综合评估关键性的材料，实现核电设备的科学设计。此外，判定材料的防腐蚀性。在核电设备运行过程中，常因材料腐蚀性能低、生产环境等因素引发腐蚀问题。对此，需要工作人员在使用生产材料前，判定、分析材料的耐腐蚀性，确保其性能符合生产要求。当前多利用国际标准检验材料的耐腐蚀性，随着发展水平的提高，国际检验法的问题越来越明显，无法有效管控材料的腐蚀问题，因此开始使用美标检验法。

2.2运用在线监测技术，观察设备运行

为了能及时发现设备腐蚀损伤问题，工作人员应合理使用在线监测技术，实时监督设备的运行情况，基于反馈结果，衡量设备的腐蚀损伤情况，并采用有效举措进行控制。应注意，在线监测技术使用过程中，工作人员应严格遵循相关要求和原则，精准把握运行问题^[3]。对于发现的腐蚀损伤问题，立即找寻故障位置，对症处理，降低该问题带来的不良影响。

2.3深化防腐蚀设计

核电厂设备种类繁多，如何降低设备的防腐蚀性，是设备防腐工作的研究重点。对于关键设备，应借助失效概率、故障数精准分析，其中前者能合理判断故障设备给核电系统带来的影响，后者能精准分析设备故障的发生概率，将这些技术用于设备防腐设计中，能提高设备的防腐蚀性能。具体设计中，应深入分析腐蚀损伤问题的产生原因，制定预防性的措施；基于故障模式，了解设备功能易受哪些问题影响。总之，制定合理、科学的防腐蚀设计方案，能显著提升设备的运行性能。

2.4建立设备防腐蚀管理和寿命评估体系

其一，建立设备防腐蚀管理体系。为保证核电设备正常运行，需要工作人员结合设备的腐蚀损伤情况，建立完善的防腐蚀管理体系。定期处理腐蚀损伤问题，结合管理要求和规范改正工作问题，防止个人失误影响设备运行。必要时，可以借鉴国外的先进技术；其二，建立设备寿命评估体系。深入分析核电设备材料的腐蚀失效问题，定期评估设备寿命。工作开展期间，对环境的检查间隔进行把控，分析环境对设备的影响，评估设备的腐蚀疲劳度，这对于设备寿命的延长具有重要影响。

2.5腐蚀损伤问题的防护技术

第一，应力腐蚀防护技术。建议工作人员从防腐蚀技术、减少集中应力等方面着手，实际工作中，工作人员应尽可能的减少应力反应，增强其和流体接触面的光滑度^[4]。对于传热管，应采用合适的设计方案，比如四叶型，降低应力腐蚀带来的开裂风险；基于制造工艺要求，采用局部或整体热处理方式，对应力问题进行解决。

第二，微生物腐蚀防护技术。定期清理设备，最好使用耐腐蚀性材料。由于金属材料易出现腐蚀问题，应引起高度重视，可使用非金属材料代替，减缓微生物的腐蚀速度；做好杀菌处理，防止设备腐蚀损伤。

第三，流体加速腐蚀防护技术。建议从局限设计、材料选择两方面着手，尽量使用抗腐蚀性能强的材料，控制腐蚀效率；改变局部形状，严格把控环境问题，防止环境因素影响设备的运行质量。

3、结语

综上所述，导致核电厂设备出现腐蚀损伤问题的因素比较多，比如材料净度不高、制造检验技术不先进等，影响设备的运行质量。对此，需要工作人员结合实际情况，从规范处理核电材料、运用在线监测技术、深化防腐蚀设计等方面，对腐蚀损伤问题进行有效防护，保证核电厂工作的可靠性与安全性。

参考文献：

[1]付春亮,龚林华,郭明.核电厂设备的典型腐蚀损伤及其防护技术研究[J].中国设备工程,2020(19):142-143.

[2]张超.核电厂设备的典型腐蚀损伤及其防护技术研究[J].建筑工程技术与设计,2021(4):2315.

[3]刘家铮.核电厂设备典型腐蚀损伤及其防护技术探究[J].中国设备工程,2020(5):138-139.

[4]刘华刚,李杨.浅论核电厂调试阶段设备维护保养的管理[J].卷宗,2019(27):333.