核电厂设备的典型腐蚀损伤及其防护技术研究

付春亮，龚林华，郭明

（武汉第二船舶设计研究所，湖北 武汉 430000）

核电厂本身就是一个集成复杂性与系统性于一体的工作系统，日常运行期间，容易受到多方面因素的干扰影响，而出现质量隐患问题。其中，以腐蚀损伤问题尤为突出。究其原因，主要是因为核电厂设备长期保持高效运行状态，容易受到人为原因或者自然灾害等因素的影响，而出现腐蚀损伤问题。如果相关管理人员并未及时针对设备腐蚀损伤问题进行针对性处理，那么，核电系统整体运行质量效果将无法达到预期。近年来，为确保核电厂设备高效运行，要求相关管理人员应该严格恪守核电厂设备管理原则，重点针对腐蚀损伤等隐患问题进行防护处理，以确保设备始终保持可靠性、安全性运行状态。

1 核电厂设备典型腐蚀损伤问题表现

1.1 应力腐蚀问题

应力腐蚀问题是核电厂设备典型腐蚀损伤问题表现之一，一般来说，所谓的应力腐蚀主要是指金属在拉应力以及特定腐蚀性介质共同作用下产生的腐蚀损伤问题。其中，应力腐蚀问题所引起的破坏性影响多不会存在变形预兆，而是突发性产生脆性断裂问题，容易对设备运行过程造成严重危害影响。如核电厂中承压容器类设备比较容易出现应力腐蚀问题。对此，建议核电厂设备管理人员应该根据应力腐蚀问题具体成因表现采取针对性措施，以确保核电厂设备运行质量达到预期效果。

1.2 流体加速腐蚀问题

流体加速腐蚀问题主要是指在流体高速运动作用下，其会与金属表面之间发生撞击反应。同时，会带走金属表面的氧化膜，促使金属本体暴露出来，进而导致金属本体与相关物质发生化学反应，引发腐蚀损伤问题。结合以往的经验来看，这类腐蚀问题一般多易发生在管道拐角处。

1.3 微生物腐蚀问题

微生物腐蚀问题主要是指金属表面与微生物膜之间所具备的溶解氧浓度、PH值等特性，远远超过本底溶液。这样一来，会直接导致局部腐蚀问题。再加上微生物新陈代谢产物的作用影响，如所产生的二氧化碳、二氧化硫等物质，会加速局部腐蚀效率，容易导致设备表面出现严重的腐蚀损伤问题。如果不及时处理，就很容易对核电厂设备整体运行质量造成不利影响。

2 核电厂设备典型腐蚀损伤问题的具体成因分析

关于核电厂设备典型损伤损伤问题具体成因的研究与分析，我们可以从以下几个方面进行深入探讨与了解：

（1）核电材料标准不符合规范要求。对于核电厂设备安全运行管理工作而言，材料性能表现往往是确保核电厂设备输入质量的关键所在。但是，根据实际情况来看，因核电材料标准化程度不高或者质量缺损等问题造成的核电厂设备运行隐患问题不在少数。究其原因，主要是因为核电材料在小部分材料化学成分控制管理方面较为狭窄，无法实现全方位控制管理。与此同时，核电材料检测核心技术体系尚未构建完全，缺乏相关组织结构的支撑。

（2）核电设备防腐蚀设计效果质量不佳。对于核电厂防腐蚀技术设计工作而言，设计人员并未完全立足于核电厂设备运行特点以及现场环境情况，对于防腐蚀施工以及防腐蚀检查工作未落实到位。或者是在相关材料的选择方面缺乏防腐蚀管理概念，因此，在核电设备防腐蚀设计工作中难以体现出防腐蚀设计标准。

（3）核电设备制造本身存在缺陷问题。部分核电厂设备制造在质量控制方面表现强度较低，且在制造检验技术方面相对滞后，容易导致核电设备制造质量效果无法达到预期，进而形成设备制造固有可靠性问题。

（4）核电设备材料使用可靠性问题明显。因设备维修资料不够完整或者环境运行质量控制力度不强，导致核电设备材料在正式应用过程中，容易受到较多不确定因素的干扰，而出现质量隐患问题。如果不及时解决，所造成的防腐损失问题将会越来越严重。

3 核电厂设备典型腐蚀损伤问题的防护技术研究

3.1 根据腐蚀损伤问题表现，采取针对性防护技术

（1）应力腐蚀防护技术。对于核电厂设备应力腐蚀防护技术处理工作，建议操作人员应该从减少应力集中、选择合理的防腐蚀技术方面入手。实施过程中，建议操作人员应该尽量减少应力集中反应，确保其与流体接触表面光滑度得以加强。如对于焊缝位置而言，应该远离应力集中位置，防止受到应力作用的影响而出现结构裂缝或者腐蚀等问题。对于传热管等设备类型而言，应该采取合理的结构设计方案，如四叶型设计，减少应力腐蚀开裂危险。除此之外，操作人员可以根据制造工艺需求，采取整体热处理或者局部热处理方法，解决应力集中问题。如此一来，应力腐蚀防护效果基本上可以得到有效加强，有利于促进核电厂设备高效运行质量。

（2）流体加速腐蚀防护技术。流体加速腐蚀防护技术可以从材料选择与局限设计改变方面入手。对于材料选择工作而言，尽量选择抗腐蚀能力强的材料，降低流体加速腐蚀效率。与此同时，适当改变局部几何形状，如改变单向流管道直径，控制腐蚀速率。除此之外，在核电厂设备正式运行期间，相关管理人员应该针对设备运行环境问题进行重点把控，避免因环境因素干扰而对设备整体运行质量造成不良影响。

（3）微生物腐蚀防护技术。微生物腐蚀防护技术要求操作人员应该严格按照微生物腐蚀防护技术原则，从多个方面针对防护处理工作进行统筹规划与合理部署。如操作人员应该定期清理核电厂设备，最好优先采用耐腐蚀材料作为设备主要材料。其中，对于金属材料易腐蚀问题必须予以高度重视。可优先采取非金属材料代替金属材料的方法控制微生物腐蚀速率。同时，在相关设备运行期间，操作人员应该定期做好杀菌处理工作，防止设备出现腐蚀损伤问题。

3.2 深化设备防腐蚀可靠性设计效果，减少腐蚀损伤问题

防腐蚀设计质量作为确保核电厂设备高效运行的重要保障，建议相关设计人员应该重点深化设备防腐蚀可靠性设计效果，以期可以减少腐蚀损伤问题。一方面，建议设计人员应该重点抓住造成核电厂设备腐蚀损伤问题的成因，并根据具体成因制定预防性设计措施。另一方面，根据故障模式以及影响表现情况，确定当前哪些设备功能会受到故障隐患问题的影响而出现失效问题。综合上述结果，制定科学、合理的防腐蚀可靠性设计方案，以确保设计运行性能得以大幅度提升。

3.3 合理运用在线监测技术，时刻监督设备运行状态

为确保核电厂设备腐蚀损伤问题得以及时被发现，操作人员应该合理运用在线监测技术进行有效实现。一般来说，通过合理运用在线监测技术，基本上可以实现对核电厂各类设备运行状态的时刻监督。操作人员可以根据在线监测技术的反馈结果，衡量与判断当前核电厂设备腐蚀损伤情况，并进行严格控制。需要注意的是，在应用在线监测技术期间，操作人员应该严格按照在线监测技术原则及要求，针对设备运行问题进行准确把握，一旦发现腐蚀损伤问题，必须及时锁定故障位置，并进行针对性处理，以降低腐蚀损伤问题带来的损失影响。

3.4 确立科学、合理的设备防腐蚀管理体系，确保设备安全运行

为确保核电厂设备始终保持安全运行状态，建议相关管理人员应该立足于当前核电厂设备腐蚀损伤情况，确立科学合理的设备防腐蚀管理体系。定期针对核电厂设备腐蚀损伤问题进行有效处理，并按照防腐蚀管理原则及要求，针对当前防腐蚀管理工作存在的不足问题进行积极改正，防止因个人管理失误而对设备整体运行效果造成不良影响。必要时，可以积极借鉴国内外先进技术内容，我觉得当前技术体系存在的不足。

4 结语

总而言之，为消除核电厂设备腐蚀损伤危害影响，建议相关管理人员应该勇于承担起自身的设备管理重责，严格按照防护管理原则及要求，准确针对当前核电厂设备腐蚀损伤问题进行针对性处理。与此同时，相关管理人员应该明确掌握造成核电厂设备腐蚀损伤问题的具体成因。并根据具体成因表现情况，采取针对性解决措施进行预防管理。除此之外，核电厂方面应该积极借鉴国内外先进防腐蚀技术，及时补缺当前防腐蚀技术体系存在的不足问题。相信在全体人员的不断努力下，核电厂设备腐蚀损伤问题势必会得到有效解决。