一、核電站的腐蝕因素

核能作為清潔、高效、經(jīng)濟的能源，在世界范圍內(nèi)獲得廣泛發(fā)展。一些核電發(fā)達(dá)國家中核能發(fā)電量占總發(fā)電量30%以上，而我國核能發(fā)電量僅占2%左右，發(fā)展空間巨大。發(fā)展核電，安全問題至關(guān)重要。20世紀(jì)70至80年代美國三里島和烏克蘭切爾貝諾利核電站事故、2011年日本福島核電站事故震驚世界，極大地制約核電健康穩(wěn)定發(fā)展。核電安全與其關(guān)鍵設(shè)備材料的服役性能密切相關(guān)。目前，我國已研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)百萬千瓦級壓水堆（PWR）核電技術(shù)“華龍一號”，已在國內(nèi)開始建設(shè)并成功出口至拉丁美洲。

圖1為PWR核電站結(jié)構(gòu)示意圖以及系統(tǒng)材料使用情況。鎳基合金、不銹鋼、低合金鋼、鋯合金為主要的核電結(jié)構(gòu)材料。PWR核電站一回路典型的服役環(huán)境為292-327℃、15.5 MPa的B/Li高溫高壓水，二回路典型的服役環(huán)境為180-291℃、1-7.6 MPa的高溫高壓水。在如此苛刻的服役環(huán)境條件下，一些壓力邊界（壓力容器、蒸汽發(fā)生器、主管道等）可能發(fā)生環(huán)境致裂，主要損傷形式有均勻腐蝕、點蝕、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞等。

這里的均勻腐蝕也叫全面腐蝕，腐蝕分布整個金屬材料表面。在PWR核電站中，與高溫高壓水環(huán)境接觸的304、316LN、308/309等奧氏體不銹鋼，鎳基合金等均會發(fā)生均勻腐蝕。在正常運行條件下，奧氏體不銹鋼一般生成外層為大顆粒的Fe3O4，內(nèi)層為致密的FeCr2O4、Cr2O3氧化膜；鎳基合金一般生成外層針狀/纖維狀富Ni氧化物，內(nèi)層為致密的富Cr氧化物。一般均勻腐蝕對核電關(guān)鍵設(shè)備的腐蝕損傷很?。坏鶆蚋g導(dǎo)致的Fe、Cr、Ni離子溶出或氧化膜脫落，會增加一回路環(huán)境中的輻射劑量，增加運營成本。

點蝕指在金屬表面局部出現(xiàn)縱深發(fā)展的腐蝕小坑，其余區(qū)域不腐蝕或發(fā)生輕微腐蝕。在PWR核電站中，抗腐蝕性能良好的奧氏體不銹鋼、鎳基合金在高溫高壓水環(huán)境中有可能發(fā)生點蝕，例如點蝕萌生于316LN不銹鋼表面MnS夾雜物周圍、萌生于690合金TiN夾雜物周圍等。點蝕坑的形成，會導(dǎo)致材料表面發(fā)生應(yīng)力集中，一般點蝕是應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞裂紋的優(yōu)先萌生位置，可能對核電關(guān)鍵設(shè)備造成嚴(yán)重的腐蝕損傷。

圖1 壓水堆核電站結(jié)構(gòu)示意圖

應(yīng)力腐蝕是指敏感材料在腐蝕環(huán)境中，在恒定應(yīng)力的作用下發(fā)生失效的現(xiàn)象。應(yīng)力腐蝕是核電結(jié)構(gòu)材料（奧氏體不銹鋼、鎳基合金）發(fā)生環(huán)境致裂失效的主要形式。圖2為美國V. C. Summer 核電站安全端發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂案例。在模擬核電站一回路水環(huán)境中，奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕裂紋一般沿晶界萌生與擴展；對于核電關(guān)鍵設(shè)備焊接部位，由于殘余應(yīng)力高，同時可能由于焊接導(dǎo)致奧氏體不銹鋼晶界貧Cr，應(yīng)力腐蝕敏感性高。由于應(yīng)力腐蝕萌生一直難以預(yù)測、應(yīng)力腐蝕裂紋擴展速率快，可能導(dǎo)致核電關(guān)鍵設(shè)備瞬間失效斷裂，產(chǎn)生災(zāi)難性后果。

腐蝕疲勞是指材料在交變應(yīng)力與腐蝕環(huán)境交互作用下，加速失效的現(xiàn)象。在PWR核電站中，一些壓力邊界（主管道、蒸汽發(fā)生器、壓力容器）可能遭受腐蝕疲勞損傷。如果核電關(guān)鍵設(shè)備發(fā)生腐蝕疲勞斷裂，可能導(dǎo)致災(zāi)難性后果。腐蝕疲勞壽命是可預(yù)測的，工業(yè)中通常利用S-N（應(yīng)力/應(yīng)變－疲勞壽命）曲線來預(yù)測結(jié)構(gòu)件的腐蝕疲勞壽命。目前，美國阿貢國家實驗室建立了核電結(jié)構(gòu)材料在高溫高壓水環(huán)境中的S-N曲線，用來設(shè)計核電站的運行壽命，評價核電關(guān)鍵設(shè)備的腐蝕疲勞損傷。中國科學(xué)院金屬研究所也正在建立包含國產(chǎn)核電結(jié)構(gòu)材料的S-N曲線。

圖2美國V. C. Summer 核電站安全端應(yīng)力腐蝕開裂

二、核電站的腐蝕影響

腐蝕損傷伴隨核電站的整個服役壽命，核電工業(yè)界對此尤其重視。目前，主要通過改善水化學(xué)環(huán)境（如在水溶液中加Zn）以及研發(fā)抗腐蝕損傷優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料（如利用690合金替換600合金）來抑制核電關(guān)鍵設(shè)備的腐蝕損傷。

然而，核電站中的腐蝕問題極其復(fù)雜，模擬測試難度大，還存在很多疑問需要深入系統(tǒng)研究，例如：如何預(yù)測材料應(yīng)力腐蝕萌生壽命？如何評價微動磨損對蒸汽發(fā)生器用690合金傳熱管腐蝕疲勞性能的影響？檢測到初期缺陷后或材料自身在使用前就存在的微小缺陷如何發(fā)展，還能安全穩(wěn)定使用多久？制造過程中如何控制材料缺陷的臨界值？材料在使用過程中如何退化、如何預(yù)測其安全服役壽命？采用何種措施可以延長其服役安全性與壽命？因此，還有許多問題需要研究人員的努力創(chuàng)新，不斷深入研究來回答?？傊?，核能是具有潛在風(fēng)險的潔凈能源，通過加大研發(fā)投入，掌握材料的腐蝕損傷規(guī)律，系統(tǒng)地制定和優(yōu)化材料與裝備制造、服役性能評價與安全分析標(biāo)準(zhǔn)，其風(fēng)險是可控的。

三、夢能服務(wù)與支持

1、免費樣品

如果您對我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請樣品試用，請與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506

油漆樣品適用范圍：

用于新建項目：驗證油漆配套的可行性、檢驗附著力、效果圖與實際顏色的色差。

用于維修項目：驗證與舊涂層的兼容性。

用于日常修補：提供少量樣品用于修補破損處。

申請用量：在1KG以內(nèi)免費送貨上門。

2、免費打樣

如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實際應(yīng)用、外觀、性能測試，請與我們客服人員聯(lián)系，將樣板寄往夢能科技營銷部，由專業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。

3、服務(wù)團隊

夢能對技術(shù)服務(wù)團隊始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理，從專業(yè)培訓(xùn)到日常報告的管理都有一整套完善的體系。夢能公司每年都會對技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計，以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì)，每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗儀器，儀器設(shè)備均按規(guī)定的時間期限進(jìn)行定期校驗，以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。

4、購買通道

零售：購買50kg以內(nèi)，線上購買，抖店直接下單購買。

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貿(mào)易、代理：提供代工業(yè)務(wù)支持，項目保護(hù)。

業(yè)主、總包、設(shè)計院：提供防腐方案設(shè)計、性能檢測、施工方案、現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)。

涂裝施工：提供解決方案、現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)。