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(wèn)題給負(fù)責(zé)海水過(guò)濾的鼓形濾網(wǎng)系統(tǒng)帶來(lái)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(duì)于鼓形濾網(wǎng)防腐外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)年累計(jì)停電時(shí)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(shí)電源間歇性的停電時(shí)間大大超過(guò)這一規(guī)定值。目前國(guó)內(nèi)各大在建核電項(xiàng)目均出現(xiàn)了調(diào)試期間的鼓形濾網(wǎng)腐蝕問(wèn)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(huì)消耗大量的資源和投入，國(guó)內(nèi)針對(duì)這一問(wèn)題沒(méi)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(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的多次調(diào)研結(jié)合專家的意見(jiàn)，通過(guò)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(yáng)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(chǎng)。

該系統(tǒng)利用犧牲陽(yáng)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(yáng)極組、接線箱等。犧牲陽(yáng)極由芯鋼棒和鋁合金體組成，目前鋁合金犧牲陽(yáng)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(shí)會(huì)污染海水環(huán)境，我國(guó)不生產(chǎn)也不應(yīng)用這類犧牲陽(yáng)極，鋁-鋅-錫系合金主要應(yīng)用在近海平臺(tái)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(guò)仔細(xì)對(duì)比后選擇了此類合金作為犧牲陽(yáng)極。

鋁合金犧牲陽(yáng)極的驅(qū)動(dòng)電位比較低，可以避免出現(xiàn)類似鎂陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)電位高導(dǎo)致的高強(qiáng)鋼氫脆、油漆鼓包等保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)。犧牲陽(yáng)極安裝之前，檢驗(yàn)人員首先抽驗(yàn)，取樣分析，鋁合金陽(yáng)極化學(xué)成分是否滿足我國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T0019-97的要求，同時(shí)測(cè)量犧牲陽(yáng)極開(kāi)路電位是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值。并對(duì)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(yáng)極導(dǎo)線與陽(yáng)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(shí)，陽(yáng)極焊接端和底端兩個(gè)面應(yīng)采用環(huán)氧樹(shù)脂絕緣，以減輕陽(yáng)極的端部效應(yīng)。

接線箱采用防護(hù)等級(jí)IP67以上的防水聚碳酸酯材料，內(nèi)安裝有7個(gè)接線端子的銅牌，將6支犧牲陽(yáng)極匯接，單獨(dú)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(guò)對(duì)加裝臨時(shí)犧牲陽(yáng)極系統(tǒng)后的海水電位進(jìn)行了持續(xù)監(jiān)測(cè)，鼓形濾網(wǎng)腔室內(nèi)海水的電位負(fù)向位移100mV以上，說(shuō)明犧牲陽(yáng)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(lái)的腐蝕。臨時(shí)犧牲陽(yáng)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(chǎng)無(wú)法供電時(shí)，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(shí)犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)系統(tǒng)原理圖

圖4 犧牲陽(yáng)極與鼓網(wǎng)軸的接線

圖5 臨時(shí)犧牲陽(yáng)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(duì)保護(hù)結(jié)構(gòu)物的防腐提供良好的補(bǔ)充，在國(guó)內(nèi)是首創(chuàng)。根據(jù)核電站工程建設(shè)的實(shí)際情況，創(chuàng)新性地提供一種臨時(shí)犧牲陽(yáng)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(wèn)題。通過(guò)我們長(zhǎng)期觀察事實(shí)證明犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)對(duì)防止海水中鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕具有良好的效果?？梢耘c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(yǔ)

使用的犧牲陽(yáng)極壽命約1年左右，剛好滿足核電站機(jī)組調(diào)試的時(shí)間要求，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆裝方便。同時(shí)該系統(tǒng)不會(huì)對(duì)已有的外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，在多個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用后取得了預(yù)期效果。