楊 楠 王 洋（山東核電設(shè)備制造有限公司，山東 海陽 265118）

AP1000結(jié)構(gòu)模塊涂層失效與防護(hù)分析

楊 楠 王 洋
（山東核電設(shè)備制造有限公司，山東 海陽 265118）

摘 要：AP1000核電站結(jié)構(gòu)模塊采用了自打底高固態(tài)環(huán)氧漆進(jìn)行防腐，該涂料屬于室內(nèi)裝飾性涂料，耐候性較差。由于核電站建設(shè)周期較長，采用的“開頂法”施工對(duì)涂層造成了嚴(yán)重破壞。本文通過核電站現(xiàn)場建設(shè)過程中結(jié)構(gòu)模塊涂層破損和失效的危險(xiǎn)源進(jìn)行了分析，并給出了合理的涂層保護(hù)方案，為AP1000核電站結(jié)構(gòu)模塊成品涂層的防護(hù)提供了指導(dǎo)和實(shí)踐應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：AP1000 ；結(jié)構(gòu)模塊；失效分析；成品防護(hù)

1 引言

AP1000 核電機(jī)組作為當(dāng)今世界上最先進(jìn)﹑最安全的第三代核電技術(shù)，其創(chuàng)新性的模塊化建造方式，創(chuàng)造了土建與安裝平行施工的先例，減少了計(jì)劃主線上的實(shí)體工作量，大大縮短了整個(gè)核電建造工期。涂裝工作是一項(xiàng)“面子工程”，同時(shí)又是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，施工過程中往往認(rèn)為涂裝不重要，給予的關(guān)注度不足。然而細(xì)微的施工差異，粗放的施工監(jiān)管，最終可能導(dǎo)致涂層的全面剝落的實(shí)效。在AP1000核電站中，成品涂層表面在建造過程中出現(xiàn)了變色﹑泛黃﹑甚至出現(xiàn)開裂和大面積脫落等缺陷。這不僅造成了施工成本的增加，同時(shí)也影響了工程的施工進(jìn)度。

表1 結(jié)構(gòu)模塊所在區(qū)域和涂層體系設(shè)計(jì)要求

2 結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)要求

結(jié)構(gòu)模塊一般由鋼板和型鋼以及內(nèi)部混凝土構(gòu)成，形成完整廠房結(jié)構(gòu)，其目的是取代傳統(tǒng)的棒式鋼筋綁扎和模板材料支設(shè)。一旦將組裝好的模塊安裝就位，混凝土澆筑施工能與房間完工和設(shè)備安裝平行進(jìn)行。

根據(jù)西屋公司的設(shè)計(jì)要求，結(jié)構(gòu)模塊涂層的涂層體系見表1。

由表1可知，為了方便涂料的管理和施工，可以統(tǒng)一采用自底高固態(tài)環(huán)氧漆對(duì)AP1000核電站結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行施工。按照西屋公司設(shè)計(jì)要求，預(yù)制車間施工涂層厚度為100um～200um。在核電站運(yùn)行前，應(yīng)在車間預(yù)制的結(jié)構(gòu)模塊涂層上進(jìn)行整體翻新，翻新涂層的厚度為50um～125um?？紤]到模塊的導(dǎo)熱要求和施工要求，自底高固環(huán)氧漆厚度最大不得超過263um。同時(shí)，為了區(qū)分車間預(yù)制涂層和現(xiàn)場翻新涂層，車間預(yù)制的涂層的顏色選擇灰白色（RAL9002），現(xiàn)場翻新涂層選用純白色（RAL9003）。

表2 GB/T4879 規(guī)定的防銹包裝等級(jí)

3 成品涂層破損分析

由于AP1000采用了“開頂法”施工的方式，結(jié)構(gòu)模塊經(jīng)歷了工廠預(yù)制﹑現(xiàn)場拼裝和核島就位三個(gè)階段，由于施工時(shí)間較長，交叉施工時(shí)模塊保護(hù)不善，對(duì)成品涂層造成了嚴(yán)重的破壞。 成品涂層的破損主要集中在現(xiàn)場拼裝和核島就位階段。

表3 成品防護(hù)危險(xiǎn)源分析和防護(hù)措施

3.1 核島安裝前破損

結(jié)構(gòu)模塊在核島安裝前由于模塊流轉(zhuǎn)，現(xiàn)場運(yùn)輸﹑拼裝和儲(chǔ)存過程中常發(fā)生的機(jī)械損傷破壞了涂層，涂裝工件放置不當(dāng)聚集雨水﹑工件室外烈日下存放造成表面粉化等缺陷，詳細(xì)如下所述。

3.1.1 產(chǎn)品吊裝損傷

涂裝完成的設(shè)備在起運(yùn)吊裝過程中，經(jīng)常發(fā)生漆膜與堅(jiān)硬部件直接碰撞，與鐵銹﹑灰塵﹑泥污直接接觸，而造成漆膜的破損或污染。

因此應(yīng)使用專用的吊裝帶，輕搬輕放，并以柔性材料輔助，防止對(duì)涂層造成損傷。吊裝帶與設(shè)備表面接觸部分必須用合適的物品進(jìn)行防護(hù)。吊裝過程中造成的污染應(yīng)立即清潔去除，保持工件表面的清潔度。

3.1.2 設(shè)備存放位置不當(dāng)損傷

在施工過程中，設(shè)備隨意放在施工完成的防護(hù)涂層表面，人員隨意踩踏，對(duì)成品涂層的保護(hù)意識(shí)薄弱，造成表面損傷和污染。因此應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場施工過程中的涂層防護(hù)意識(shí)，加強(qiáng)成品涂層的保護(hù)，當(dāng)設(shè)備必須存放于防護(hù)涂層表面時(shí)，必要采用有效的措施進(jìn)行隔離。

3.1.3 涂裝工件室外烈日存放

AP1000核電站中，結(jié)構(gòu)模塊采用環(huán)氧漆進(jìn)行防護(hù)，環(huán)氧漆厚度為100um～200um，這種防護(hù)僅能獲得中度的防腐蝕效果。AP1000核電站施工采用“開頂法”，設(shè)備就位后，距離鋼制安全殼頂封頭就位距離較長的時(shí)間，在這段時(shí)間中，設(shè)備始終處于戶外的太陽光照射下。環(huán)氧漆較差的耐候性，在紫外線下開始老化，表面粉化﹑失光﹑變色﹑隨著老化量的增加，表面漆膜變脆﹑分子鍵斷裂呈現(xiàn)出表面漆膜開裂現(xiàn)象。

3.1.4 包裝不當(dāng)

當(dāng)前，結(jié)構(gòu)模塊表面的涂層基本沒有包裝，僅采用防雨布進(jìn)行覆蓋。因此設(shè)備表面的清潔度和干燥程度不能符合上述包裝的要求。增加了涂層脫落的風(fēng)險(xiǎn)。

應(yīng)采用適合涂裝工件的支架﹑木箱以防止磕碰劃傷涂層。甚至需要設(shè)計(jì)專門的支架﹑器具﹑包裝箱等進(jìn)行儲(chǔ)存。應(yīng)根據(jù)需要設(shè)計(jì)不同的包裝方式，以下為國標(biāo)對(duì)包裝等級(jí)的分類：

3.1.5 涂層破損修補(bǔ)不及時(shí)

在AP1000核電站施工過程中，焊接后的焊縫需要進(jìn)行相關(guān)的檢測而暫時(shí)不允許進(jìn)行油漆修補(bǔ)，同時(shí)也存在一些實(shí)驗(yàn)要求破壞涂層。在這中情況下，破損油漆涂層區(qū)域呈現(xiàn)逐漸擴(kuò)大化的趨勢，并且受“開頂法”施工影響，雨水沖刷該區(qū)域的鐵銹將污染下部完好涂層表面，導(dǎo)致涂層表面破損。

圖1 涂層老化后變色，失光并呈現(xiàn)開裂狀態(tài)

3.2 現(xiàn)場安裝及安裝后破損

3.2.1 腳手架和生根造成涂層表面污染和損傷

AP1000核電站施工中腳手架使用較多，存在腳手架搭設(shè)不合理，直接接觸涂層表面，造成涂層表面碰傷問題；腳手架端部未采用材料進(jìn)行隔離，導(dǎo)致涂層表面污染?，F(xiàn)場施工隨意在涂層表面破壞生根，對(duì)破損的周邊區(qū)域未及時(shí)進(jìn)行油漆修補(bǔ)，導(dǎo)致污染加劇和破損嚴(yán)重。采用的腳手架未進(jìn)行鍍鋅處理或防護(hù)涂層保護(hù)，腳手架已發(fā)生嚴(yán)重的銹蝕，銹蝕灰塵隨風(fēng)力和雨水在油漆表面沖刷，造成設(shè)備表面涂層的污染和破損。

圖2涂層表面結(jié)露水導(dǎo)致鼓包典型照片

3.2.2 裝配打磨產(chǎn)生的鐵粉污染

AP1000核電站現(xiàn)場裝配施工過程中，焊接﹑噴砂等對(duì)金屬表面打磨時(shí)產(chǎn)生了鐵銹和飛濺物，散落到未遮擋保護(hù)的涂層表面并沉積，在濕度較高時(shí)，表面的鐵粉開始銹蝕，污染涂層表面，長期腐蝕影響到涂層的防護(hù)作用，造成表面出現(xiàn)大面積散落的點(diǎn)銹和銹蝕坑。

3.2.3 潮濕導(dǎo)致鼓包

AP1000施工采用的“開頂法”施工，在夏季濕度較高時(shí)，設(shè)備底部長期浸泡于水中，部分表面長期掛滿水珠，漆膜具有滲透性，長期浸泡的表面在水汽入侵后呈現(xiàn)底材返銹現(xiàn)象，導(dǎo)致表面開始鼓包，最終導(dǎo)致涂層表面破損。

3.2.4 涂層表面混凝土﹑灰塵污染

AP1000核電施工中，結(jié)構(gòu)就位后中間腔室內(nèi)開始混凝土澆筑?；炷潦┕ぶ形磳?duì)腔室外部的模塊表面防護(hù)涂層進(jìn)行有效的防護(hù)，導(dǎo)致表面沾有混凝土和砂子﹑灰塵等污染。

3 成品防護(hù)措施

根據(jù)AP1000施工經(jīng)驗(yàn)，涂層在生產(chǎn)車間和現(xiàn)場倉庫室內(nèi)存儲(chǔ)時(shí)間較短，一般不會(huì)對(duì)漆膜造成破壞。漆膜的破損主要集中在現(xiàn)場拼裝場地和設(shè)備就位后的施工破損 ，其可能的破損源和防護(hù)應(yīng)對(duì)措施見表3。

4 AP1000核電站模塊涂層防護(hù)總結(jié)

綜上所述：在AP1000核電站施工過程中，結(jié)構(gòu)模塊涂層成品防護(hù)主要存在三個(gè)方面：第一，涂層表面污染后清潔度降低，施工單位對(duì)涂層表面的清潔度未及時(shí)采取措施恢復(fù)技術(shù)規(guī)范要求的清潔度；第二，油漆破損嚴(yán)重，油漆修補(bǔ)責(zé)任不清，處理緩慢，造成破損區(qū)域漆膜污染和破損擴(kuò)大；第三，使用的環(huán)氧漆耐候性較差，在戶外施工造成漆膜變色﹑失光﹑泛黃等老化。

現(xiàn)場施工單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)成品涂層的防護(hù)，確保涂層表面的清潔度符合技術(shù)要求，對(duì)于破損的油漆區(qū)域應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，防止油漆破損后雨水沖刷造成的二次污染，對(duì)于耐候性較差的環(huán)氧漆，應(yīng)做好遮擋覆蓋，防止老化，防止工件長期處于浸泡環(huán)境，在濕度較高時(shí)，應(yīng)增加除濕設(shè)備，改善成品涂層所處的環(huán)境濕度。

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