核電廠調(diào)試期鼓形濾網(wǎng)腐蝕防護(hù)

張福兵 代 晶 孫風(fēng)慶

（中廣核工程有限公司，遼寧 大連 116000）

0 引言

濱海核電站通常使用海水作為核島和常規(guī)島的最終冷源，將各種設(shè)備和構(gòu)筑物產(chǎn)生的熱量最終帶入大海。但是由于海水的鹽分及氯離子含量高，導(dǎo)致海水的腐蝕性很強(qiáng)。海水中的氯離子及空氣中的氯離子一直都在侵蝕著各類管道，其腐蝕問題給負(fù)責(zé)海水過濾的鼓形濾網(wǎng)系統(tǒng)帶來了極大的腐蝕隱患。

根據(jù)濱海核電廠鼓形濾網(wǎng)運(yùn)行規(guī)定，對于鼓形濾網(wǎng)防腐外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)年累計停電時間不應(yīng)大于72h。外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)（CPA）在調(diào)試階段通常使用的是臨時電源間歇性的停電時間大大超過這一規(guī)定值。目前國內(nèi)各大在建核電項目均出現(xiàn)了調(diào)試期間的鼓形濾網(wǎng)腐蝕問題，機(jī)組停運(yùn)狀態(tài)下行進(jìn)行的腐蝕修復(fù)、設(shè)備更換會消耗大量的資源和投入，國內(nèi)針對這一問題沒有成熟的解決方案。

圖1 鼓形濾網(wǎng)銹蝕

圖2 鼓形濾網(wǎng)防腐層脫落

經(jīng)過對現(xiàn)場情況的多次調(diào)研結(jié)合專家的意見，通過與設(shè)備生產(chǎn)廠家合作成功研發(fā)出適用于核電站的犧牲陽極陰極保護(hù)系統(tǒng)，并應(yīng)用于中廣核紅沿河核電廠現(xiàn)場。

該系統(tǒng)利用犧牲陽極陰極保護(hù)原理，主要包括：鼓網(wǎng)腔室兩側(cè)各6支犧牲陽極組、接線箱等。犧牲陽極由芯鋼棒和鋁合金體組成，目前鋁合金犧牲陽極主要有三類：鋁-鋅-汞系、鋁-鋅-銦系、鋁-鋅-錫系。由于鋁-鋅-汞系合金在使用時會污染海水環(huán)境，我國不生產(chǎn)也不應(yīng)用這類犧牲陽極，鋁-鋅-錫系合金主要應(yīng)用在近海平臺和船舶上，而鋁-鋅-銦系合金由于其較好的電化學(xué)性能和電流效率，在海水中應(yīng)用較廣，經(jīng)過仔細(xì)對比后選擇了此類合金作為犧牲陽極。

鋁合金犧牲陽極的驅(qū)動電位比較低，可以避免出現(xiàn)類似鎂陽極驅(qū)動電位高導(dǎo)致的高強(qiáng)鋼氫脆、油漆鼓包等保護(hù)風(fēng)險。犧牲陽極安裝之前，檢驗人員首先抽驗，取樣分析，鋁合金陽極化學(xué)成分是否滿足我國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T0019-97的要求，同時測量犧牲陽極開路電位是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值。并對表面進(jìn)行外觀檢查。施工前使用鋼絲刷或砂紙清除表面的氧化膜和油污。陽極導(dǎo)線與陽極鋼芯采用了銅焊或錫焊連接，并檢查其防腐絕緣，焊接后為剝皮的電纜端接應(yīng)于鋼芯用尼龍繩捆扎結(jié)實，陽極焊接端和底端兩個面應(yīng)采用環(huán)氧樹脂絕緣，以減輕陽極的端部效應(yīng)。

接線箱采用防護(hù)等級IP67以上的防水聚碳酸酯材料，內(nèi)安裝有7個接線端子的銅牌，將6支犧牲陽極匯接，單獨用1根電纜將匯接銅排和鼓形濾網(wǎng)軸承座禁錮螺栓相連接。

通過對加裝臨時犧牲陽極系統(tǒng)后的海水電位進(jìn)行了持續(xù)監(jiān)測，鼓形濾網(wǎng)腔室內(nèi)海水的電位負(fù)向位移100mV以上，說明犧牲陽極有效起到了陰極保護(hù)的作用，減輕了海水給設(shè)備帶來的腐蝕。臨時犧牲陽極陰極保護(hù)系統(tǒng)在核電站鼓形濾網(wǎng)調(diào)試期間現(xiàn)場無法供電時，能夠?qū)男螢V網(wǎng)進(jìn)行腐蝕防護(hù)，效果顯著，確保在工程建設(shè)階段循環(huán)水系統(tǒng)鼓形濾網(wǎng)能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

圖3 臨時犧牲陽極陰極保護(hù)系統(tǒng)原理圖

圖4 犧牲陽極與鼓網(wǎng)軸的接線

圖5 臨時犧牲陽極接線盒

這種基于不外加電流法的陰極保護(hù)可以在工程調(diào)試階段對保護(hù)結(jié)構(gòu)物的防腐提供良好的補(bǔ)充，在國內(nèi)是首創(chuàng)。根據(jù)核電站工程建設(shè)的實際情況，創(chuàng)新性地提供一種臨時犧牲陽極陰極保護(hù)系統(tǒng)，可以有效解決陰極保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試期間由于系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定導(dǎo)致鼓形濾網(wǎng)腐蝕問題。通過我們長期觀察事實證明犧牲陽極陰極保護(hù)對防止海水中鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕具有良好的效果。可以與外加電流法陰極保護(hù)系統(tǒng)形成互補(bǔ)，最大可能的杜絕調(diào)試期間造成鼓網(wǎng)腐蝕的質(zhì)量事件的發(fā)生。

1 結(jié)語

使用的犧牲陽極壽命約1年左右，剛好滿足核電站機(jī)組調(diào)試的時間要求，且結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便。同時該系統(tǒng)不會對已有的外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，在多個項目應(yīng)用后取得了預(yù)期效果。