某核电厂循环冷冻水管道表层腐蚀原因分析

某地一处核电厂在运行的过程中, 对其循环冷冻水管道, 进行了腐蚀程度的检查, 其结果可知该长管道的腐蚀情况严重, 且表面涂抹的防腐蚀物质, 大部分已经失效, 无法发挥防腐作用, 管材表面附着着大量的锈迹。因此需要对其腐蚀情况, 进行有效的解决, 以此来保证核电厂运行的安全性。

1. 核电厂循环冷冻水管道选材要点分析

核电厂生产计划实施的过程中, 对于性能可靠的循环冷冻水管道性能可靠性有着很高的要求, 需要实际情况进行合理的管道选材。因此, 需要明确其选材要点, 促使这类管道实践应用中能够达到预期效果, 为现代核电厂生产效益的持续增加提供保障。核电厂循环冷冻水管道选材要点包括: (1) 在保证管道使用功能不受影响的前提下, 选择经济性良好的管道, 降低核电厂生产计划实施中的投入成本; (2) 管道选材中应充分地考虑其耐腐蚀性能, 保持循环冷冻水管道良好的实践应用效果, 延长管道使用年限, 为核电厂生产计划的顺利实施提供保障; (3) 管道选材中应充分地考虑核电厂的实际情况, 并对管材的性能可靠性进行综合评估, 促使基于循环冷冻水管道材料作用下的核电厂事业得以快速发展, 为现代核电厂生产规模扩大打下坚实的基础。

2. 核电厂循环冷冻水管道发生腐蚀的原因分析

核电厂在运行的工作中, 借助于循环冷冻水管道, 可以对其设备的厂房空气, 进行有效的处理, 进而实现此处空气冷却、降低湿度的目的, 使得厂房在运行中, 为工作人员及系统设备创造更好的生产环境。冷冻水系统, 主要由以下几个组成部分:循环冷冻水泵、储水箱、冷却塔、冷冻机、冷冻水管道等, 这些部分通过管道连接, 形成一个闭环系统, 如图1所示。

冷冻水系统使用的管道材质多为碳钢, 在其表面铺设的有保温层, 并在管材表面涂抹了红丹漆。以此来有效的防止其管道发生腐蚀的情况, 其发生腐蚀的原因主要有以下三点:

2.1 管道表面设置的保温层破损, 空气中的水份或其它液体附着在管道表面

出现该种情况的原因是, 管材外部的水分在管道表面冷凝成水滴或者是其他的液体物质, 进入到保温被吸收且蒸发缓慢, 使得该材料在较长的时间内, 都处于潮湿的环境下, 长期下来便会对管道造成一定的腐蚀, 如果没有及时发现破损情况, 腐蚀会进一步加深, 极有可能使管道出现沙眼, 冷冻水泄漏。

经过调查可知, 保温层的破损大部分是由保温材料老化、外罩固定松脱, 及安装时接缝较大等情况导致的。在这些情况下, 均会导致外界的水分, 大量的渗入到保温层中产生冷凝, 使其管材处于潮湿的环境中, 导致其出现腐蚀情况[1]。与此同时, 实践过程中对循环冷冻水管道工作性能进行评估时, 需要充分地考虑循环冷冻水系统的正常运行要求, 并了解冷冻水系统各组成结构, 增强该管道设置的合理科学性, 例如:在震动加大的泵体管道, 安装保温层时要固定的更加牢固, 防止松脱;在冷却器附近的管道由于有较多冷凝水, 安装时要避免接缝过大, 防止冷凝水滴落在保温层中。

2.2 管道涂抹的红丹漆防腐层失效

在进行管道的连接处理过程中, 会在其管道的表面, 涂抹红丹漆, 以此来避免其管道出现腐蚀, 红丹漆, 其对于盐分、水分的耐受能力较差, 因此该核电厂应用在管材防腐处理中, 其效果不甚理想, 非常容易出现腐蚀情况。该厂靠近海洋, 且雨水较多。在保温层损坏的情况下, 大量的水分、盐水会进入到管道的保温层中, 最终导致其管道表面的红丹漆失效, 无法有效的防腐作用, 使得管道出现严重的腐蚀情况[2]。

2.3 循环冷冻水长期使用, 未更换, 造成冷冻水PH变化, 管道发生腐蚀

核电厂一般采用除盐除氧水为循环冷冻水系统补水或换水, 除盐除氧水的PH值为7, 在此PH状态下, 循环冷冻水管不易发生内部腐蚀。但是, 当系统经过一个周期 (一般为夏季或较热的时期) 的循环运行, 随着管道内杂质的增多, 冷冻水PH发生变化, 管道势必会加快腐蚀, 如果系统停运检修时, 未及时更换冷冻水, 进入到下一次循环周期时, 腐蚀会进一步加快, 最终管道出现沙眼, 发生漏水。

3. 针对管道腐蚀情况, 采取的解决措施

3.1 选择适当的保温材料, 规范科学的安装

此电厂的冷冻水管道在以往多选用陶瓷纤维棉作为保温隔热材料。管道安装保温时, 首先将保温棉均匀的铺设在管道上, 随后用镀锌铝板包裹, 最外层的铝板通过卡扣固定在管道上。陶瓷纤维棉具有较好的耐火、隔音、保温功能, 但是其极易吸附水份, 当外层的铝板破损时, 外部液体或水份会长期被纤维棉吸附, 水份不易蒸发, 冷冻水管道外层长期处在潮湿的环境中, 腐蚀加剧。

后期, 电厂对冷冻水管道保温进行了优化。采用黑色的橡塑海绵用以替代以往的陶瓷纤维棉。橡塑海绵是以橡胶、聚氯乙烯为主要原料, 配以各种优质辅助材料、以特殊工艺发泡而成的软质保温节能材料。具有较好的隔热保温及不易吸附水份的特性。安装橡塑海绵时, 需要在管道上预先刷一层胶, 随后将海绵黏贴在胶上, 由于橡胶海绵即具有防潮保温功能, 最低层的胶也具有一定的防腐防潮功能, 因此, 此种工艺无形中加强了冷冻水管道的抗腐蚀能力。

同时, 电厂对管道的保温安装工艺也提出了严格的要求。在安装最外层的镀锌铝板时, 以往只要求铝板前后两端用卡扣固定 (即两点式固定) , 工艺改进后, 铝板在中间位置也增加了一个固定点 (即三点式固定) 。通过增加一个固定点, 不仅能加强铝板的包裹强度, 还能减小铝板之间的缝隙, 对阻止水份盐分的进入起到了较大的作用。

3.2 选用优异的防腐漆, 从根本上避免腐蚀的发生

冷冻水系统在初期的安装阶段需要重视管材表面涂抹的防腐材料的选择。建议选择具备良好的耐水性、耐盐性, 耐温性的防腐蚀油漆, 继而有效的发挥防止管材遭受水分侵蚀的作用。基于该种情况, 可以使用环氧富锌漆、环氧树脂、聚氨酯面漆, 依次进行有效的防腐蚀涂抹处理。

同时在刷漆前, 务必将管道表面的锈迹或杂质、水份擦拭干净, 这样可避免刷漆后这些杂质对油漆或管道参数腐蚀。另外, 加强刷漆的工艺, 管道刷漆务必做到均匀一致。

通过选择优异的防腐蚀油漆及前期管道表面的处理, 可以大大延长防腐蚀层的使用寿命。

3.3 优化冷冻水系统运行, 防止管道发生内部腐蚀

此核电厂的冷冻水系统, 一般在每年的夏季或较热的时期运行。冬季时系统停运, 同时对系统进行检修工作。在以往, 系统停运后电厂没有充分认识到冷冻水PH及水质的变化对管道腐蚀的影响, 发生过管道出现沙眼漏水的情况。后续电厂通过分析、判断、优化, 在系统停机大修时, 同时给冷冻水系统进行整体换水;同时通过技术改造, 在冷冻水系统上安装加注缓蚀剂的系统;以及在停运时, 让系统处于充水保养状态。通过换水、加缓蚀剂、及充水保养三个技术手段, 有效的避免了管道从内部发生腐蚀。

4. 结束语

核电厂循环冷冻水管道发生腐蚀之后, 其管道的安全性大大降低, 且常会造成管道内部物料泄漏等情况, 给其正常运行, 造成了极大的安全隐患, 同时冷冻水的泄漏, 也非常容易造成其附近的重要设备 (如:电机、配电柜、重要仪表等) 被淋湿, 进而造成电机绝缘降低, 电气柜短路等事故。因此需要核电厂针对腐蚀问题, 及时找到原因, 并且采取有效的对策进行解决, 避免给核电厂、周边环境, 造成极大的经济损失、安全问题。

摘要：核电厂的循环冷冻水管道, 在其运行的过程中, 常会出现管道的腐蚀情况, 该种情况给管道的正常运行, 带来了诸多的问题, 需要核电厂对其管道运行中出现的腐蚀问题, 加强关注, 及时找出解决方法, 及时进行有效的解决, 促进其生产活动的正常进行。基于此, 本文选取某地的一座核电厂作为研究对象, 分析其管道出现腐蚀的原因, 以及具体的解决对策, 以便为其他核电厂管道出现类似问题, 提供解决思路。

关键词：核电厂,循环冷冻水,管道,腐蚀,原因

参考文献

[1] 刘洪群.核电厂冷冻水管道腐蚀评估及解决措施[A].美国防腐蚀工程师协会、中海油常州涂料化工研究院有限公司 (中国化工学会涂料涂装专业委员会) .第3届中国耐高温防火涂料研讨会论文集[C].美国防腐蚀工程师协会、中海油常州涂料化工研究院有限公司 (中国化工学会涂料涂装专业委员会) :, 2016:6.

[2] 周澄, 吴昉赟, 刘洪群.某核电厂循环冷冻水管道腐蚀原因分析[J].全面腐蚀控制, 2015, 01:61-63.

[3] 方奇术, 刘洪群, 钟赵江.核电厂冷冻水管道涂层失效原因分析及解决建议[J].全面腐蚀控制, 2013, 11:54-58.

[4] 马柯, 张胜军, 曹建群.冷冻水管道腐蚀缺陷超声导波检测[J].腐蚀与防护, 2013, 07:628-631.

[5] 钟志民, 张维, 汪明辉.超声衍射时差法检测汽水管道环焊缝根部腐蚀减薄[J].全面腐蚀控制, 2016, 01:57-61.