浮式核动力平台是船舶工程与小型堆有机结合的小型核电站，长期驻泊于作业海域，服役环境属于ISO 12944中定义的C5-M（很高腐蚀性）级[1]。为了保证浮式核动力平台在服役期内安全正常的运行，必须提供可靠的腐蚀防护。目前最核电站最常用的腐蚀防护手段之一是在相关部位涂覆防护涂层。核电站中使用的防护涂层根据其使用的部位可分为核级专用涂层和非核级涂料。核级专用涂层主要用于存在核辐射的场所和结构，涉及辐射的舱室、设备和其它结构表面上。非核级涂层主要那个用于普通场所，例如汽轮机舱等部位表面。

    中国核安全法规（HAF）中“9安全壳系统，9.11覆盖层和涂层”中明确指出：“为了保证安全壳系统内构筑物和部件的覆盖层和涂层的安全功能，并尽量降低其他安全功能在其劣化时所受到的影响，对覆盖层和涂层的材料必须审慎地进行选择，对其施工的方法必须作出专门规定”。

    IAEA国际原子能机构安全标准丛书《核动力厂安全》“设计安全要求NS-R-1，安全壳系统”中要求：必须仔细选择安全壳系统内的部件和结构的覆盖层和涂层，而且必须详细规定其使用方法，以确保这些部件和结构的安全功能得到履行，并在万一覆盖层和涂层质量变差时尽量减小对其他安全功能的干扰。

    根据HAF和原子能机构对核级专用涂层的描述，与非核级涂料相比，核级专用涂料要求更高的安全性、稳定性和施工性能，同时核级专用涂料还必须经过一些与安全性相关的试验验证。

    1.涂层系统分级与编号

    1.1 涂层系统的分级

    涂层为安全壳压力边界处和安全壳内其他系统与设备提供了持续的腐蚀防护能力。核级涂层的分级在压水堆核岛机械设备设计和建造规范（RCCM）F5300--油漆涂层体系（PAINT COATING SYSTEM）对核岛涂层进行了规范，根据设备的布置区域，主要分为两类设备防护涂层：安全壳以内的设备和安全壳以外核岛厂房内的设备。

    在RG1.54《关于核电厂用I、II、III服役级涂层》中对设施设备防护涂层的要求对对服役的涂层做了更细致的分区，将涂层服役分区定义为[2-3]：

    1）服役I区。服役I区位于反应堆安全壳内，此区域内的涂层失效脱落可能会对失水事故后流体系统的正常运行不利，从而影响安全停堆，此服役区的涂层为安全相关涂层。

    2）服役II区。服役II区涂层提供防腐蚀、去脏污功能，其失效不会对安全相关系统、构筑物或部件造成有害影响，此服役区的涂层为非安全相关涂层。

    3）服役III区。服役III区位于反应堆安全壳外，此区域内的涂层失效可能会对安全相关系统、构筑物或部件的安全功能造成有害影响，此服役区的涂层为安全相关涂层。

    基于涂层与发电经济性、安全性的考虑，II类涂层中以下涂层又称为重要设备涂层：辐射控制区内的涂层；高温高压设备表面涂层；流体系统内部涂层等。

    1.2 涂层系统的编号

    核电站是一个非常复杂的场所，不同区域对于防腐蚀涂层的要求也不尽相同。通常对核电站的不同部位要进行系统化的编号。核电站防腐蚀涂层的系列代号以及适用范围分别如表2和表3所示。划分的标号系统主要依据法国电力局EDF编制的《表面涂层规格书》No.91.C.031.05[4]。

    2.核级涂层系统验证试验项目及要求

    2.1核级涂层系统验证试验项目

    核级涂层的配套性能根据涂覆部位不同需要进行不同的资质验证试验，除了普通涂层的性能要求之外，与涂层核性能相关的试验要求主要包括：耐辐照试验、可去污性能、DBA性能等。不同环境条件下涂层系统的验证试验项目如表4和表5所示。

    2.2核级涂层系统验证试验要求

    为保证核级涂层的可靠性，供应商在提供产品的同时需提供对应产品的验证试验报告，下面分别对验证试验方法及技术指标进行说明。

    1）耐辐照试验

    试验方法：NB/T 20133.3-2012《压水堆核电厂设施设备防护涂层规范 第3部分涂层系统受γ射线辐照影响的试验方法》，辐照剂量率和累积剂量应按程序B进行，累计剂量为8.5×105Gy。

    验收要求：无剥落、剥离、粉化、龟裂现象；允许有细小的起泡，起泡最大直径不超过2mm，且每平方米不超过50个气泡；试样每个表面只允许有一条从基底到表面的长度小于1cm的裂纹，并允许轻微变色；试验后附着应大于0.2MPa。

    2）设计基准事故（DBA）条件下涂层完整性试验a） 模拟DBA试验及修补性试验试验方法：按NB/T 20133.2-2012《压水堆核电厂设施设备防护涂层规范 第2部分涂层系统在模拟设计基准事故条件下的评价试验方法》方法b进行b） 辐照后的模拟DBA试验试验方法：在按3.2.2.7进行辐照后的试样上按设计方给出的温度压力-时间特征曲线进行模拟DBA试验。

    验收要求：验收要求：无剥落、剥离、粉化、龟裂现象；允许有细小的起泡，起泡最大直径不超过2mm，且每平方米不超过50个气泡；试样每个表面只允许有一条从基底到表面的长度小于1cm的裂纹，并允许轻微变色；试验后附着应大于0.2MPa。

    3）可去污试验试验方法：NB/T 20133.4-2012《压水堆核电厂设施设备防护涂层规范 第4部分涂层系统可去污性的测定》，沾污核素为90Y+90Sr+137Cs。

    验收要求：去污百分比不低于85%，沾污敏感率不大于20%。

    4）其他相关试验检验标准和技术指标如表6所示。

    3.常用的核级专用涂料主要类型

    1998年，EPRI（美国电力研究院）对全美31座核电站专用涂料类型进行了调查，结果如表7所示[5]。其中，核电专用涂层主要供应商有Cariboline Co.,Ameron Inc.和PPG（Keeler&Long Inc.）等。

    目前能自主研发核级专用涂层的供应商包括常州涂料化工院、中远关西和信和新材料。秦山一期核电专用涂料主要供应商为常州涂料化工院。其专用涂料主要类型如表8所示[6]。

    大亚湾核电专用涂料由国外涂料供应商生产，主要有式玛涂料和Carboline涂料，目前已在国内设立涂料工厂。所用涂料的主要类型见表9[7]。

    4.结论

    （1）根据核级涂层的特点可以分为两类三级，包括安全壳以内设备的涂层、安全壳以外堆舱内设备的涂层与服役I、II、III级涂层；

    （2）根据不同类别级别涂层的使用要求对应不用的验证试验项目与要求，可根据需要合理选取。

    参考文献：

    [1] ISO 12944. Paints and varnishes-corrosion protection of steel structures by paint systems [S]. Switzer-land: International Organization for standardization,1998.

    [2]熊壮。 AP1000核电站钢制安全壳防护涂层的设计[J]. 电镀与涂饰， 2012, 31（9）： 66-70.

    [3] 林金平， 黄娜。 AP1000核电站钢制安全壳涂装质量控制[J]. 电镀与精饰， 2013, 35（11）： 20-23.

    [4] 刘新， 曹伟， 孙玉凤， 等。 核电站防护涂层的应用[J]. 现代涂料与涂装， 2009, 12（11）： 10-12, 23.

    [5]U.S. Nuclear Regulatory Commission. Regulatory Guide 1.54 revision 1,Serbice level I,II and III protective coatings applied to nuclear power plants[R].Washington:US NRC,2000.

    [6] 张耀。 核电专用涂层应用分析[J]. 电镀与涂饰， 2008, 27（07）： 57-60.

    [7] 许莉莉。 核电站安全壳内钢结构防护涂料的性能与应用[J]. 上海涂料， 2001, （2）： 29-30.

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责任编辑：韩鑫

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