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摘要：在核电厂中有着许多的缝隙结构，比如说法兰连接处、螺栓螺纹连接处、换热器管板缝隙、储罐边缘板、金属板搭接处等等。缝隙腐蚀和防腐蚀可达性能会随着缝隙结构的变化而变化。当缝隙宽度达到一定值时，腐蚀介质会进入缝隙当中随着时间停留其中，最后会形成缝隙腐蚀。如若腐蚀开始，这种腐蚀的速度会瞬速蔓延开来，其腐蚀会给材料带来相当严重的后果。本文通过讨论核电厂的缝隙结构，探索其腐蚀与防护之间的研究。
关键词：核电厂；缝隙结构；腐蚀与防护
在核电的发展历史上，由于缝隙腐蚀的事故是非常严重的。虽然在设计和施工甚至预防方面进行源头进行把控，然而缝隙结构性的问题所引起的腐蚀问题，在业界内还是引起很大的关注。在纠正性维护方面进行处理，然而腐蚀导致的问题在维修方面是非常昂贵和困难的，有的时候甚至是无法进行处理。在此，本文在工作方面对核电厂缝隙结构的问题试图进行全面的分析和调查，针对相对应的问题进行保护措施和预防检测的意见。
一、核电厂缝隙结构的腐蚀现状分析
核电厂的缝隙结构的腐蚀问题，为此对某核电厂进行跟踪和调查，对腐蚀问题进行收集和分析一百多个有典型代表的腐蚀案例。由于缝隙结构的几何特征和结构服役环境的个别差异，把核电厂缝隙结构进行归类分析，其中会有法兰密封面、容器内部、热交换器结构会在浸泡中会发生缝隙腐蚀现象[1]。
二、缝隙结构腐蚀与防护
（一）缝隙腐蚀中热交换器腐蚀与防护
在核电厂中会有许多的换热的设备，其中又管壳式和板式间壁热交换器。蒸汽发生器是作为传热管的一种回路承压边界，承受的压力面积比重大，核电厂中的安全运行受到传热管腐蚀的影响相当的大。在缝隙腐蚀中耗蚀与凹蚀是相对比较特殊的形式。由于二次侧的会受到水平管板和支撑板内部的堆积成泥渣影响，使得与传热管之间的表明接触出现斑蚀和点蚀为主要特征的腐蚀现状，这称之为耗蚀。在控制机组中添加联氨和排污等等的措施，产生水化学条件，在结合采取高压水力的冲洗过程，基本是可以控制耗蚀的问题[2]。在管板或者支撑板与二次侧传热管之间会形成一种环形的缝隙腐蚀现象，其中是有沉积物增多堵塞从而发生腐蚀情况，在比基体金属体积较大的腐蚀产物挤压到传热管中，传热管会形成管径口减小产生出凹蚀，在压力的作用下导致传热管道的发热而破裂。为了避免此类问题的出现，会采取全深度的液压技术进行加工方法进行预防措施。在选取传热管的支撑板可以选择三叶草的管孔形式，通过三叶草管孔和传热管的平面进行接触，这样平面接触可以有效避免传热管与支承点的缝隙会出现明显的减少，局部限制了化学浓缩。如果传热管损坏了，可以通过堵住机械的胀管和焊接管道的两个端口管口，在管中管也属于其中维修的方式之一，但这种方式操作相对难，一般是会比较少的操作。海水系统和二回路和管式热交换器当中，会考虑到电站换热效应和经济效应，采取堵管道的方式不是唯一的方法之一，通过对交换热管板使用环氧聚合物进行修复，事实证明是行的通的，这种使用方法对常规交换热管进行修护同样是非常有效的。
（二）缝隙结构中容器内的腐蚀与防护
在一回路中，不锈钢的容器中会储存含硼酸放射性水是导致缝隙腐蚀的现象之一。在某核电厂在热试之后，换料水池与换料水箱在堆芯连通发生反应出现缝隙腐蚀的现象。是由于搭接结构和大量的螺栓在腐蚀的位置的影响。在容器内部进行缝隙腐蚀相对来说危害是没有那么大的。由于腐蚀问题发生之后难以及时发现，这就会增加放射物活化的产物，一旦腐蚀的物体脱落了就会造成一回路堵塞严重会影响到堆芯的安全。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与此同时，下机组中在运行之后会产生出较高的放射性，导致机构之间难以维修。设备的结构和形状对缝隙腐蚀的情况会有很大的联系，形状和结构的复杂性直接导致液体或者杂质滞留其中，长期以往会造成严重腐蚀。针对此类问题，一回路管罐体在设计之初就尽量避免缝隙结构的复杂性，不要采取铆接、跳焊、搭焊、搭接等非常容易产生缝隙的结构方式，还应该避免螺栓连接的结构形式。在二回路核辅助系统中尽量使用衬里容器，在设计的基础上有效减少或者避免缝隙结构的形式。若如一定要采取缝隙结构时，一定要进行100% 填缝处理。
（三）缝隙结构中法兰密封面腐蚀与修复
缝隙腐蚀中含氯化物溶液中的结构是很容易发现的现象。在海水环境之中，垫片和密封面之间若有合适的缝隙，就会引起海水滞留，无论有没有防护的措施，还是会发生腐蚀现象。海水环境中不锈钢腐蚀的主要原因是来自密封面缝隙。密封垫的尺寸和材质是影响缝隙腐蚀的最大因素之一。在链接部件的垫圈中采取非吸收性的材质，不适用石棉类的材料来防止潮气的吸收。在法兰相链接的结构之中，若垫圈小了，就非常容易出现沈淀物，最后形成缝隙发生腐蚀现象。在海水中系统的法兰咪封面会出现高发性的腐蚀的情况，急需要快捷有效的修复方案。在以往的修复方案中主要是通过更换法兰来补焊加工处理，这期间会涉及到大量的打磨和动火的操作作业，而且时间消耗过长。目前，在对法兰密封面的主要是通过环氧聚合物进行修复，慢慢地得到了大众的支持。在反复的配对法兰模具会实现密封面的快速修复整合，在某核电厂海岛厂的用水系统在使用了双向不锈钢密封面会出现严重的腐蚀情况，在利用陶瓷金属聚合物的修复下成功完成法兰面的腐蚀情况控制，取得了有效的理想效果。
（四）缝隙结构中法兰螺栓系统的腐蚀与防护
法兰螺栓在系统连接中的拥有相当大数量，其中会有复杂的几何形状，在法兰防护的方案中，几乎是一个有挑战性的问题。法兰螺中会系统连接中出现腐蚀的问题主要是从法兰面或者孔与螺栓之间缝隙结构的腐蚀性。在国内核电厂中会针对材料的基件其强度和性能方面进行考量，特别是拥有高强紧固的方面，国家管层到核电业主都会十分重视的，但是未考虑到螺栓是否抗腐蚀性能。某海滨城市在采取粉末复合渗锌、达克罗、碳钢发黑、热镀锌、等等处理方式进行海洋大气进行试用，结果发现，在海洋大气中最好的防腐蚀性的技术主要是粉末复合渗锌技术。
（五）缝隙结构中边缘板腐蚀与防护
底板外圆径通过收缩和膨胀，使得储罐的负荷超标会引起翘曲，这时边缘半与基材会形成一条缝隙，含氯离子的水汽会进入到基材和边缘板长期下来，会滞留形成边缘板和底板的表明等等部位进行腐蚀，在保温的情况下，特别是边缘板的底部会腐蚀的更为严重[3]。为此要修复此类问题就要进行切断水汽和底板之间的连通。复合的矿脂和黏弹体是属于柔性的材质，在外力的作用下，很容易破坏防腐蚀层，在大型的储罐的表明进行增加聚乙烯夹克可以增加整体的刚度。在室外的行车轨道中，特别是混凝土与钢质安全壳接触的地方，会存在腐蚀的现象，在通过使用包覆的技术，可以达到形变和防腐蚀的目的。
三、结论
在缝隙结构中由于腐蚀带来的后果是相当严重，在治理和整改的难度是相对大的，核电工厂应该多多重视起来。在对核电工厂中结构案例分析中进行了验证，可以将如上的有效的案例运用到实际的工作中，可以从设计的源头以及建造环境进行缝隙结构防腐蚀问题，采取维修策略，开放出预防性质的维修方案进行腐蚀检测。
参考文献
[1]姚林，郑越，张洪军，et al.核电厂水池覆面钢板在硼酸溶液中的腐蚀行为[J].腐蚀与防护，2018，39（7）.
[2]徐雪莲，龚嶷，刘晓强，等.压水堆核电厂结构材料腐蚀防护设计与老化管理[J].腐蚀与防护，2016，37（7）：534-543.
[3]景迪.海洋工程钢结构焊缝腐蚀与防护研究进展[J].中国建材科技，2018（1）.
论文作者:申伽奇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/9/30
标签：缝隙论文; 核电厂论文; 结构论文; 法兰论文; 防护论文; 热交换器论文; 螺栓论文; 《建筑学研究前沿》2019年13期论文;