核工业腐蚀概述

2017-07-10 10:23:47 作者：本网整理来源：中国腐蚀与防护网分享至：

　　核能与传统的化石能源相比，具有产能效率高、可避免化石燃料燃烧引起的酸雨、大气污染等环境问题。

　　核电站腐蚀环境

　　由于核设备长期处于高温高压流动水或饱和蒸汽、310℃ ~ 330℃高温、15.5MPa 高压、复杂工作应力以及强烈辐照等运行工况下。尤其管路杂质沉积容易引起塞积、应力腐蚀开裂（SCC）甚至破裂。这些局部腐蚀、磨蚀、腐蚀疲劳、应力腐蚀，辐照脆化等老化现象都会导致设备整体或部分部件功能失效而引发事故。

　　大多数核电站建于海边，核电设备长期受到海水的侵蚀。由于海水中成分复杂且含有较多海生物，这些海生物进入设备、管道后滋生，导致设备出现工作效率下降、维修费用增加、寿命缩短等问题，由此在粗隔栅和重要厂用水泵前管道处引入次氯酸钠溶液，杀死水中海生物。虽然杀死了海生物，但是次氯酸钠中氯离子有很强氧化性，这同时也加重了管道及设备腐蚀。

　　核电站腐蚀类型

　　● 核反应堆压力容器腐蚀

　　○ 反应堆压力容器（RPV）起着容纳冷却剂、支撑堆心、密封放射性物质、保持堆内运行压力等作用。

　　○ 典型腐蚀： ① 不锈钢、镍基合金及焊接部位的应力腐蚀；②压力容器的辐照脆化与环境疲劳③燃料包壳的积垢和垢下腐蚀等。

　　● 蒸汽发生器传热管道腐蚀

　　○ 传热管的腐蚀主要包括：应力腐蚀，晶间腐蚀、耗蚀、凹痕、微震磨损、点蚀或缝隙腐蚀、疲劳破坏、机械损伤等。

　　○防止传热管的腐蚀的方法可归结为：

　　（1）传热管材料（提高钢中铬、镍含量，增强抗腐蚀性）

　　（2）优化结构设计和管路施工结构设计；

　　（3）水质处理，添加缓蚀剂。

　　● 换热器腐蚀

　　○ 换热器腐蚀主要包括：氢腐蚀、氢脆、高温硫化氢腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、冲刷腐蚀及回火脆性损伤等。

　　○ 失效形式：腐蚀破坏失效、结晶结垢失效和密封泄漏失效三类。

　　● 核反应堆芯材料腐蚀

　　○ 反应堆燃料包壳和堆芯结构材料包括：燃料包壳、压力管、支架和孔道管。

　　○ 防腐方法：由于长期处于300 ~ 400℃的高温高压水和蒸汽环境下，高辐射电解水产生大量氢，因此须选用具有抗疖状腐蚀，抗应力腐蚀，良好吸氢性能、焊接性能和力学性能的堆芯结构材料。

　　核腐蚀事故调查

　　2011 年，福岛第一核电站核泄漏事故是核电站抗震能力不足和设备老化所致，包括原子炉压力容器的中性子脆化，压力抑制室出现腐蚀，热交换区气体废弃物处理系统出现腐蚀。2004 年，关西电力公司美滨核电站 3 号机涡轮机室的冷凝管道由于在冷却水腐蚀下逐渐变薄，进而压力作用下引起延展性断裂导致了核泄漏事故。

　　2002 年，戴维斯 - 贝斯核电站出现的严重腐蚀导致核电站关闭了两年左右。

　　欧美日等国多次发生主回路接管安全端及压力容器顶部贯穿管等部位的焊接接头 SCC 失效，造成泄露。

　　美国萨凡纳河反应堆中的 Zr-2 合金包壳管因“氢脆”造成早期破损事故。？

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