探討核電站防腐的秘密
我國自1994年4月1日秦山核電站一期開始商運(yùn),已經(jīng)走過了27年的里程。中國作為核大國,更是將核電發(fā)展作為重要國家戰(zhàn)略。截止到2021年4月29日,我國已商業(yè)運(yùn)營核電總裝機(jī)容量達(dá)到51027.16MWe。
一、核電站為啥都建在海邊?
我國在役和擬建的核電站基本都在海邊,至于原因并不像大家想象的那樣,一旦出了事故方便排污,而是綜合了冷卻、排放、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展等一系列因素的考量。沿海高鹽、高濕的惡劣環(huán)境,也給核電站防腐提出更高要求。
二、核電工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上富有特色的腐蝕問題
雖然核電工業(yè)里的金屬材料的腐蝕形式與其它種種工業(yè)領(lǐng)域里的基本類似,有全面腐蝕和局部腐蝕,局部腐蝕有應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞、點腐蝕、縫隙腐蝕等,但是它涉及面寬,產(chǎn)業(yè)鏈長,除去涉及的大量通用設(shè)備的各種常見腐蝕問題外,具有核電工業(yè)特色的腐蝕問題也很繁多,比如:核燃料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的腐蝕問題:核工業(yè)主要采用的核燃料鈾以及钚在礦石開采、化學(xué)處理、精制濃縮等過程中,需要使用大量的酸、堿、鹽類化學(xué)物質(zhì),中間過程也產(chǎn)生某些活潑產(chǎn)物如六氟化鈾,它們對所接觸設(shè)備都有不同程度的腐蝕性。核燃料在使用和存放過程中產(chǎn)生的腐蝕問題:核燃料在核電站里使用的裂變過程中,要放出射線、射線、射線、中子流等射線,還有質(zhì)子流等帶電的重粒子流。這些射線可通過影響環(huán)境介質(zhì)、周圍材料和電極過程等促進(jìn)周圍材料的腐蝕。例如在射線作用下,純水會發(fā)生輻照分解,比較穩(wěn)定從而在實際工作中容易測量的產(chǎn)物主要是分子產(chǎn)物,如 H 2 O 2 和 O 2 ,它們可以明顯提高金屬材料在水中的電極電位,促進(jìn)氧去極化的腐蝕。高能量中子輻照可導(dǎo)致材料產(chǎn)生空位、位錯環(huán)和原子偏聚等缺陷,導(dǎo)致材料硬化、腐蝕破裂和腫脹等問題,工程上一個重要現(xiàn)象是堆內(nèi)構(gòu)件用不銹鋼在中子輻照作用下發(fā)生晶界 Cr 貧化、Ni等元素集聚,導(dǎo)致沿晶應(yīng)力腐蝕破裂,稱為輻照促進(jìn)應(yīng)力腐蝕破裂。核燃料本身在使用和存放環(huán)境中也有腐蝕問題。使用后的乏燃料等放射性核廢料產(chǎn)生的腐蝕問題:核燃料在核電系統(tǒng)的反應(yīng)堆內(nèi)經(jīng)過運(yùn)行使用后成為乏燃料,它以及核電產(chǎn)業(yè)鏈上產(chǎn)生的許多廢物都有放射性,這些放射性核廢料泄露會產(chǎn)生重大損失,因此對存放它們的容器提出非常高的要求,其腐蝕抗力尤為關(guān)鍵,美國為安全存放大量核廢料數(shù)千年,一直計劃在內(nèi)華達(dá)州尤卡山建立一座永久性的核廢料處置場,該計劃耗資巨大,核廢料容器的腐蝕與長期防護(hù)就是關(guān)鍵一項。
核電站堆芯部分關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料接觸特有的反應(yīng)堆冷卻介質(zhì)如高溫高壓水、鈉、鉛、熔鹽等環(huán)境而產(chǎn)生特有的腐蝕問題:比如目前核電工業(yè)中占絕大多數(shù)的是作為第二代和第三代的水堆,它們采用高溫高壓水為冷卻劑將核反應(yīng)產(chǎn)生的熱帶走發(fā)電;第四代正在研究開發(fā)的兩種快堆分別采用鈉和鉛為冷卻劑,釷燃料增殖反應(yīng)堆(又稱熔鹽堆)采用熔融態(tài)的混合鹽為冷卻劑。
三、沿海服役環(huán)境,如何搞好防腐?
利用核電的關(guān)鍵在于控制,如何控制能量均勻釋放、如何控制服役材料的腐蝕等等,而腐蝕問題會嚴(yán)重影響核安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。其腐蝕和防護(hù)一般經(jīng)歷材料研發(fā)、可靠性設(shè)計和水化學(xué)優(yōu)化三個步驟,核電站涂料從材料研發(fā)、配方設(shè)計、涂層設(shè)計都需要專門開發(fā),行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要有三:美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)、法國NF標(biāo)準(zhǔn)、中國EJ標(biāo)準(zhǔn)。
四、核電站的主要涂裝部位有哪些?
核島內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)、核島內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)、安全殼常規(guī)島、BOP(電站配套設(shè)施)鋼結(jié)構(gòu)/混凝土結(jié)構(gòu)等風(fēng)道、管道、各類儲罐埋地件、與液體介質(zhì)接觸部位等。
五、核電站涂層系統(tǒng)是如何分類的?
核電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,各部分對涂層的要求也不盡相同,所以在核電涂裝中會將核電站的涂層系統(tǒng)進(jìn)行分類。
涂層系統(tǒng)一般根據(jù)以下幾個方面分類:
1、涂層所處的位置,如反應(yīng)堆廠房、反應(yīng)堆廠房外核區(qū)、非核區(qū)
2、涂層所處的環(huán)境,如室內(nèi)大氣環(huán)境、沿海環(huán)境
3、涂層所涂覆設(shè)備的運(yùn)行條件,如溫度、是否為保溫材料4、基底材料的性質(zhì),如鋼鐵、鍍鋅根據(jù)不同的涂層系統(tǒng)分類,會有對應(yīng)的涂層系統(tǒng)代號。
涂層系統(tǒng)代號由三個英文字母、三個阿拉伯?dāng)?shù)字組成:三個英文字母代表涂層系統(tǒng)的系列代號,三個阿拉伯?dāng)?shù)字代表基底材料的性質(zhì)和運(yùn)行條件。
以與大氣系統(tǒng)接觸的涂層系統(tǒng)代號為例:
單一的涂層體系不能滿足復(fù)雜的核電站服役環(huán)境,都是由幾種不同類型的涂層組合而成。以金屬機(jī)械部分為例,一般都是由“底-中-面”三層組成完整的涂層配套系統(tǒng)。
底漆:主要為無機(jī)富鋅底漆、富鋅環(huán)氧底漆。要求對金屬基底有良好的附著力,并有優(yōu)異的防銹作用。
中間漆:主要有高固體分環(huán)氧厚漿漆、云母氧化鐵環(huán)氧漆。主要作用在于增加涂層厚度,以提高整個涂層系統(tǒng)的屏蔽性。
面漆:主要有丙烯酸聚氨酯面漆。主要起遮蔽紫外輻照、阻擋雨水風(fēng)雪的作用,同時兼具裝飾作用。
以大亞灣核電站為例,室內(nèi)金屬構(gòu)件主要采用膦酸鋅環(huán)氧聚酰胺底漆/聚酰胺環(huán)氧苯酚面漆或環(huán)氧云母氧化鐵涂料/高固體分環(huán)氧涂料;室外金屬構(gòu)件主要采用含硅或環(huán)氧富鋅底漆/聚酰胺環(huán)氧乙烯中間漆/脂肪族聚酯聚氨酯面漆或環(huán)氧富鋅涂料,以及環(huán)氧云母氧化鐵涂料。
六、核電涂層系統(tǒng)的檢測也異常嚴(yán)格
要經(jīng)歷附著力測試、耐鹽霧試驗、人工老化試驗、耐溫試驗、耐液體性試驗、去污試驗、耐輻照試驗、模擬DBA試驗、修補(bǔ)性試驗、耐磨試驗、以及鹵素、硫含量的測定。核電站涂料系統(tǒng)以保護(hù)金屬構(gòu)件和混凝土構(gòu)件為主,除要滿足上述測試外,還要具有重防腐要求,特別是在非核區(qū)域的室外環(huán)境。去污、耐輻照和LOCA模擬試驗反而不是最重要的測試要求,這時候的金屬構(gòu)件主要以防電化學(xué)腐蝕、附著力、耐久性、機(jī)械性能等為重點,混凝土構(gòu)件的涂裝則主要關(guān)注如何防止CO2的滲透,以防止其內(nèi)部的堿性環(huán)境被打破。所以混凝土構(gòu)件涂裝方面,涂料多選用環(huán)氧涂料,因為環(huán)氧涂料中沒有聚合物結(jié)構(gòu)中常見的酯鍵,而酯鍵會在堿性環(huán)境中發(fā)生皂化反應(yīng),從而破壞堿性環(huán)境和涂層結(jié)構(gòu)。
七、核電涂料種類有哪些?
涂料是核電站用量最大的非金屬材料,在核電站建設(shè)中占據(jù)著重要一環(huán)。核電涂料企業(yè)以美國PPG、法國Peintures Maestria、美國Carboline Co、日本關(guān)西等為代表。
八、夢能服務(wù)與支持
1、免費(fèi)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(bǔ):提供少量樣品用于修補(bǔ)破損處。
申請用量:在1KG以內(nèi)免費(fèi)送貨上門。
2、免費(fèi)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(tuán)隊
夢能對技術(shù)服務(wù)團(tuán)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。
工廠業(yè)務(wù):長期合作、量大從優(yōu)、生產(chǎn)調(diào)試、質(zhì)量檢測、開具13%專用發(fā)票
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)。