(中广核工程有限公司 辽宁省 116319)
摘要：核电站的化学水处理系统包含各种各样的介质，均具有一定的腐蚀性，如果处理不好和会带来设备、管道腐蚀。给水处理系统的正常运行产生较大的影响；当前核电厂化学水处理系统的防腐问题已经成为了行业的重要课题，本文对核电站化学水处理过程中的腐蚀与防护进行了相应分析和探讨，以期能为相关人员提供借鉴和参考。
关键词：核电站；化学水处理；腐蚀与防护
核电站化学水处理大都是指核电站按照电站用户对不同水质的要求，对原水进行化学处理，保障其能够达到相应标准和用户的要求，并对处理过后的水资源进行合理分配。在核电站的化学水处理工作中，需要不断对相应设备进行防腐工作，强化各项防腐措施，从而提升相应设备系统的运行稳定性，推进核电厂的安全与稳定运行。
一、核电站化学水处理工艺分析
以海水作为原水的核电站化学水处理主要包括机械过滤水混凝沉淀、砂滤、超滤、反渗透、阴阳离子交换等，其主要流程如图1。核电站在运行时，还要利用各种化学试剂来对生产用水进行更深层次的处理，继续提升生产用水的质量，使其可以充当核电站一二回路热传递基本介质。
图1核电站化学水处理工艺流程
二、核电站化学水的腐蚀类型
（一）酸腐蚀
在核电站的化学水处理工作中，FeCl3溶液、盐酸以及次氯酸钠，对设备等造成不同程度的腐蚀作用，这些都属于酸腐蚀。其中FeCl3水解后生成盐酸和氢氧化铁，盐酸对碳钢、不锈钢和混凝土构筑物具有极强的腐蚀性。 FeCl3溶液和盐酸的腐蚀机理基本相同，只是由于溶液中的酸浓度不同，会使得其腐蚀效果具有一定的差异。次氯酸钠溶液相较于同样浓度的盐酸来说，具有更强的腐蚀性，次氯酸钠和水溶液会发生化学反应，进而对相应设备造成腐蚀[1]。
（二）碱腐蚀
化学水系统中的碱性物质主要包括氨水溶液、NaOH、联氨及KOH等，在某些特殊环境下，碱性腐蚀介质的腐蚀性会变得更强。其中氨液会对黄铜造成腐蚀，生成铜氨络合离子，并且还有可能导致同不见的应力腐蚀开裂。碱性物质还会对混凝土造成就一定程度的腐蚀作用，碱会与水泥中的硅酸钙发生化学作用，生成粘结度不高的氢氧化钙和易溶于碱的硅酸钠，同时还会与铝酸钙发生作用而撒横撑氢氧化钙和氯酸钠。这就会造成一部分混凝土编程化学物而流失，使得混凝土的强度下降。同时由于产生了粘结度不高的氢氧化钙，还会使得混凝土鼓胀开裂，时期与内部钢筋逐渐剥离[2]。
（三）大气腐蚀
大气腐蚀是指化学水系统在液滴飞溅或潮湿环境地区形成金属外表的腐蚀，其腐蚀速率相对来说较慢，并且腐蚀分布较为均匀，使得受腐蚀部件出现层状秀层，导致金属部件的厚度受到影响，难以满足工艺强度的要求。大气腐蚀主要是将铁与空气中的氧气成分发生化学作用，生成铁的氧化物，进而导致铁锈的产生，使得设备、部件进一步被腐蚀。
（四）氯离子腐蚀
氯离子对金属腐蚀的影响表现在降低材质表面钝化膜形成的可能或加速钝化膜的破坏，从而促进局部腐蚀。我国核电站均靠近海边，部分核电厂的原水为海水。原水或大气中的氯离子含量较高。氯离子会对不锈钢产生较为严重的点蚀。
三、材料的耐蚀性
（一）金属材料
碳钢和低合金钢对于碱液介质具有良好的抗腐蚀作用，哈氏合金对于盐酸和次氯酸具有很强的抗蚀性，但是由于成本高昂无法广泛使用。金属在大气中会由于氧化层的出现，使得其的腐蚀速率得到一定程度的抑制。但是普通的碳钢氧化层保护作用不强.不锈钢材料在大气中的耐腐蚀作用较强，但是海边等氯离子含量较高的大气中极易发生腐蚀，且腐蚀形态常为点蚀。锌在大气中比较稳定，因为其表面覆盖率一层汗水的盐基性碳酸锌腐蚀产物，所以可以在设备便面喷涂锌金属，从而提升设备的耐腐性。但是要注意喷涂的前提条件，需要喷涂表面具有足够的粗糙度。由于金属设备的强度较高，通过科学的改进热处理工艺或加入其它元素可有效提升防腐性能。
（二）非金属材料
橡胶和玻璃钢制品对于盐酸的防腐性能较强，所以与盐酸接触的设备可以采用这两种材料，以强化设备的防腐性能。玻璃钢设备是由树脂与玻璃纤维混合缠绕粘接而成，所以其耐腐蚀性能看主要取决于树脂的耐腐蚀性。环氧树脂耐酸和碱的性能都比较好，经常被用来当做玻璃钢制品的主要材料。而乙烯基树脂对于盐酸具有更好的耐腐蚀性，酚醛树脂在较高温度下具有更好的耐盐酸腐蚀效果。此外，玻璃钢的耐腐蚀性与玻璃纤维的物力化学性能也有一定的关系，并且玻璃纤维一般耐碱性较差，更容易受到碱性介质的腐蚀作用。并且如果玻璃纤维之间的粘接不够紧密，会导致水和腐蚀介质深入到材料内部，导致材料的耐腐蚀性受到破坏。在非金属材料表面涂装有机涂层可以起到很好的耐大气腐蚀效果，因为涂层具有一定的缓蚀和阴极保护联合作用[3]。但是非金属材料由于强度方面的限制，在核电站承压系统中使用较少。非金属材料可以和金属材料相互结合，在提升抗腐蚀的同时提升管材和设备的强度。该方式在核电站发展前景广阔。
（三）混凝土构筑物
酸与水泥水化后的固化物铝酸三钙及其它氢氧化物反应生成有一定溶解度的盐。碱与水泥中的硅酸钙、铝酸钙反应生成粘接强度不高的氢氧化钙和易溶的盐。混凝土在的酸碱度处于一定的范围内时，其中的钢筋会受到完全保护。而混凝土一旦出现腐蚀破坏，会使内部钢筋暴露于腐蚀介质中，从而加速混凝土构筑物的损毁[4]。
四、化学水处理的腐蚀防护措施探讨
（一）选择合适的材料
核电现场可采用合理的材料选择策略，结合非金属、金属材料各自的防腐优势。既能满足现场的防腐要求，又能满足核电现场的使用需求。目前核电非金属和金属材料相结合的材料选择已经广泛应用；例如：钢衬塑设备及管道、钢骨架塑料复合管等材料。
（二）做好核电化学水处理系统的日常维护保养
核电站化学水处理系统需要长时间运行，在系统运行期间。应安排运行人员定期对系统内设备及管线进行巡查，对系统内发生的微小锈蚀、跑冒滴漏及偶发腐蚀事件及时处理，以免造成腐蚀扩大。此外，针对部分易损耗或老化类的防腐材料，应做好定期补充工作。
（三）做好防腐的定期检修工作
在核电站的化学水处理防腐保护工作中，还要做好防腐定期检修工作，如对玻璃钢和橡胶5年进行一次的腐蚀老化评价，避免防腐层的损坏或破损，影响到防腐效果。核电站应建立科学的防护机制，并注重强化防护机制的实施和落实。
（四）加强改进、持续跟踪
核电厂化学水处理工艺在持续改进，设备及管线也在不断更新。防腐工作应该持续跟踪，不断改进。定期针对腐蚀问题进行统计汇总，及时查找根本原因。采取加强措施杜绝腐蚀问题的频繁发生。例如：对水处理系统中的不锈钢管道采用刷漆的形式减少氯离子对管材的影响等。
结束语：
核电厂化学水处理系统是核电站安全稳定运行的基础，其设备管线的可用程度直接影响电站的经济性，做好化学水处理系统设备和管道的腐蚀防腐工作是核电厂安全稳定运行必不可少的条件。核电厂化学水处理系统应对发生的腐蚀问题进行详细的分析和研究，并采取对应的防护措施，不断强化核电厂的腐蚀保护，从而保障化学水处理工作的安全稳定进行，推进核电厂的长远发展。
参考文献：
[1]盛春.核电站化学水处理过程中的腐蚀与防护[J].产业与科技论坛,2017,16(23):51-52.
[2]银国文.电厂化学水处理地沟腐蚀渗漏处理方法[J].绿色环保建材,2017,32(1):931-932.
[3]张耀,费克勋,杨帆.核电站化学水处理过程中的腐蚀与防护[J].全面腐蚀控制,2005,19(5):17-19.
[4]李小亮.核电站化学水处理过程中的腐蚀与防护[J].现代企业文化,2015(17):122-123.
[5]谢严.核电站化学水处理技术研究[C]//中国核学会2007年学术年会论文摘要集.2007.
论文作者:尚龙龙,朱应周
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/20
标签：核电站论文; 水处理论文; 化学论文; 核电厂论文; 设备论文; 盐酸论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第13期论文;