核電站防腐涂料性能及其涂裝研究

摘要：簡要介紹了核電站防腐涂料對保護(hù)核電站的重要作用。討論了核電站配套所需涂料的基本性能。針對核電系統(tǒng)防護(hù)所涉及的特殊污染介質(zhì)(jièzhì)和涂料性能測試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，闡述了核精品資料電涂料的施工要求。

關(guān)鍵詞：核電站防腐；核電涂料；LOCA試驗(yàn)；施工要點(diǎn)

傳統(tǒng)發(fā)電手段主要是火力發(fā)電，但是由此消耗大量煤和石油(shíyóu)，不僅導(dǎo)致不可再生資源的嚴(yán)重消精品資料耗，而且在開采、生產(chǎn)中產(chǎn)生大量有毒有害、污染環(huán)境的物質(zhì)。因此，全世界在開發(fā)清潔能源上很早就(zǎojiù)達(dá)成共識，在各個(gè)領(lǐng)域投入大量人力、財(cái)力，目前開發(fā)可替代能源的領(lǐng)域主要集精品資料中在核電、風(fēng)電、光電。現(xiàn)今發(fā)展最迅速、市場效益最好的當(dāng)屬核電，對于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，保護(hù)能源安全，積極應(yīng)對氣候變化和保護(hù)環(huán)境都具有重要(zhòngyào)意義。我國核電產(chǎn)業(yè)經(jīng)過20多年精品資料的發(fā)展，目前形成了浙江(zhèjiānɡ)秦山、廣東大亞灣和江蘇田灣3個(gè)核電基地，并在沿海和內(nèi)地開始建設(shè)10個(gè)以上的核電項(xiàng)目。涂料廣泛用于核電站核島、常規(guī)島的鋼結(jié)構(gòu)、混凝土、設(shè)備管精品資料道等部位，是核電站防腐的重要手段之一。根據(jù)核電站各個(gè)部位防腐要求(yāoqiú)的不同，尤其是核電站自身的特殊運(yùn)行條件，核電站防護(hù)涂層可分為抗大氣腐蝕涂層，以及抗液體、埋地環(huán)境精品資料涂層，因此可以結(jié)合核電站設(shè)備組成(zǔchénɡ)分別對不同功效的適用涂層進(jìn)行分析。

1核島用防腐蝕涂料

出于安全和設(shè)備運(yùn)行需要的考慮，設(shè)計(jì)建造核電站一般位于遠(yuǎn)離人口稠密地區(qū)精品資料的江河、海邊，因此外部一般設(shè)備、廠房等腐蝕環(huán)境基本屬于腐蝕等級較高的臨水（海水、淡水）條件，核電運(yùn)行后，設(shè)備使用周期長，這些(zhèxiē)對核電及相關(guān)系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)等的防風(fēng)防腐防精品資料潮性能、安全可靠性、工作效率等提出了十分苛刻的要求。因此(yīncǐ)核電站必須采用特殊的重防腐涂料涂裝，才能滿足長期防腐。核電站由核島（NI）、常規(guī)島（CI）和輔助配套設(shè)施精品資料（BOP）組成，其中核島是核電站安全殼內(nèi)的核反應(yīng)堆及有關(guān)系統(tǒng)的統(tǒng)稱，功能類似于常規(guī)電站的“鍋爐(guōlú)島”，其特殊性主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是利用核能生產(chǎn)蒸汽，二是針對放精品資料射性風(fēng)險(xiǎn)配置了特殊的安全設(shè)施。核島主要包括核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)、安全殼噴淋系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)等。因此核島內(nèi)適用涂層必須具有一定的耐溫性、抗輻照(fúzhào)老化性。

1.1LOCA試精品資料驗(yàn)

核島的環(huán)境特點(diǎn)是：正常條件下，核島內(nèi)空氣(kōngqì)中腐蝕性離子較少，溫度保持恒定，涂層劣化的主要途徑是人為損傷和輻照作用；異常條件下，如核島內(nèi)管道發(fā)生破裂，管道內(nèi)充精品資料滿的高溫高壓蒸汽瞬間能使核島局部(júbù)部位達(dá)到約300℃、16MPa。因此核島防腐涂料應(yīng)重點(diǎn)考慮核島適用涂層滿足異常條件下的使用要求。此外，根據(jù)ALARA原則（所有輻精品資料射劑量應(yīng)保持在可合理達(dá)到的盡可能低水平），核島適用涂層還應(yīng)具備(jùbèi)較低表面處理?xiàng)l件下的可維修性?！笆鹿省笔呛穗娬咀顕?yán)重的事故類型之一，一旦發(fā)生將導(dǎo)致核島內(nèi)的核心精品資料設(shè)備處于最惡劣的工作環(huán)境下。核電站的核心設(shè)備必須有能力在“失水事故”發(fā)生的情況下，保持運(yùn)轉(zhuǎn)并處于受控狀態(tài)。失水工況模擬(mónǐ)試驗(yàn)（LOCA，lossofcoolant精品資料accident）主要為了考察涂料的耐高溫噴淋液體性能。在事故工況下，如果保護(hù)涂層脫落，可能堵塞流體管線、泵和回流噴水系統(tǒng)，妨礙(fángài)噴淋，將對異常情況處理造成很大危精品資料害。

1.2去污試驗(yàn)

核電站燃料元件、堆內(nèi)構(gòu)件等在事故情況下，有時(shí)會(huì)發(fā)生泄漏而造成放射性物質(zhì)對有關(guān)設(shè)備設(shè)施的污染(wūrǎn)。燃料元件在輻照后檢驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)備污染(wūrǎn)也很嚴(yán)重精品資料，放射性塵埃、裂變氣體在設(shè)備表面的吸附等，都會(huì)對現(xiàn)場工作造成放射性輻射。排除現(xiàn)場故障前，先要進(jìn)行(jìnxíng)去污，使放射性劑量水平降低到一定的允許值。需要具有去污性的部位，精品資料如混凝土表面和混凝土槽內(nèi)襯里，以及輻射區(qū)域內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)表面，常用的涂料(túliào)為胺固化高相對分子質(zhì)量環(huán)氧涂料(túliào)、無溶劑環(huán)氧涂料(túliào)等。

1.3輻射試驗(yàn)

放射性輻射會(huì)加速涂層精品資料中高分子樹脂或聚合物的老化開裂，過量的放射性輻射會(huì)引起聚合物中化學(xué)鍵的斷裂降解。對于核電站用的涂料，根據(jù)(gēnjù)法國標(biāo)準(zhǔn)NFT30-903規(guī)定，涂層的耐輻射性應(yīng)該&ge精品資料;1.6×105Gy而沒有損傷。上述試驗(yàn)保證了核島防腐涂料在極端條件下達(dá)到使用(shǐyòng)要求。核電站常規(guī)島涂層主要用于：設(shè)備外表面的抗大氣腐蝕防護(hù)和去離子水貯存罐等的內(nèi)部精品資料腐蝕防護(hù)。核電站輔助系統(tǒng)涂層主要包括：酸堿鹽飛濺條件下的涂層、結(jié)露設(shè)備及鋼結(jié)構(gòu)表面的涂層、電器設(shè)備表面涂層、海洋大氣(dàqì)和海水環(huán)境下的涂層等，一般主要是非控制區(qū)（沒精品資料有放射性污染的區(qū)域）廠房內(nèi)正常大氣環(huán)境、腐蝕性環(huán)境的涂層系統(tǒng)。

2核電站防腐(fángfǔ)用配套涂料的選擇和施工要點(diǎn)

2.1核電站配套涂料的選擇

商業(yè)運(yùn)行的核電站機(jī)組一精品資料般均為大功率、連續(xù)運(yùn)行，核電站涂料的施工時(shí)機(jī)(shíjī)一般選擇機(jī)組換料大修期間?；诤穗娬具\(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和設(shè)備的可靠性，核電站必須選擇已成熟應(yīng)用的可靠涂料產(chǎn)品，并且至少能夠精品資料滿足所在設(shè)備一個(gè)或幾個(gè)大修周期的防護(hù)(fánghù)要求。

2.1.1核電站常規(guī)涂料

核電站常規(guī)涂料用于包括核電站非輻射控制區(qū)內(nèi)，除核安全設(shè)備內(nèi)外表面涂層以外的全部設(shè)備及構(gòu)精品資料筑物涂層，技術(shù)要求與其它工業(yè)領(lǐng)域同等環(huán)境條件下涂層技術(shù)指標(biāo)基本一致。

2.1.2核級涂料(túliào)與核級專用涂料(túliào)

世界范圍內(nèi)主要有美國和法國兩套體系：美國體系由NRC精品資料1.54+ASTM標(biāo)準(zhǔn)+執(zhí)行程序組成；法國(fǎɡuó)體系由RCCMF5300+NF標(biāo)準(zhǔn)+可執(zhí)行文件組成。中國核級專用涂層標(biāo)準(zhǔn)以秦山一期、秦山二期涂層技術(shù)的成功應(yīng)用為前提，精品資料提出核電專用涂層的EJ標(biāo)準(zhǔn)（核工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)），見表1。

核級專用涂料，除了滿足防腐性和美觀裝飾(zhuāngshì)的要求外，還必須具備易于去除放射性沾污、耐輻射和在事故條件（精品資料LOCA）下保持穩(wěn)定的特殊性能。這些特殊性能對于保障核電站安全，防止放射性污染，保證人員安全是非常重要的。RCCMF5300涂漆中規(guī)定(guīdìng)，安全殼內(nèi)涂層系統(tǒng)必須進(jìn)行精品資料去污、輻照(fúzhào)、LOCA3項(xiàng)核性能評定試驗(yàn)。核級專用涂層性能試驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)見表2，表內(nèi)試驗(yàn)項(xiàng)目的中國EJ標(biāo)準(zhǔn)等同于NF（法國）和ASTM（美國）標(biāo)準(zhǔn)。

中遠(yuǎn)關(guān)西精品資料的核電防腐涂料產(chǎn)品，在原材料、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制、產(chǎn)品性能、施工性能方面都嚴(yán)格按照日本關(guān)西的涂料產(chǎn)品指標(biāo)(zhǐbiāo)進(jìn)行控制，研發(fā)人員經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)對日本配方進(jìn)行消化吸收，在精品資料核電涂料研發(fā)、改進(jìn)的工作上進(jìn)行了近百次實(shí)驗(yàn)。中遠(yuǎn)關(guān)西涂料專門為核電站的核控制區(qū)域設(shè)計(jì)的特殊(tèshū)防腐涂料品種RX系列產(chǎn)品，能滿足嚴(yán)苛的防腐設(shè)計(jì)要求，適用__于特殊(tèshū)的施精品資料工環(huán)境，并且產(chǎn)品的性能通過了LOCA等實(shí)驗(yàn)檢測。目前中遠(yuǎn)關(guān)西的核電涂料產(chǎn)品已經(jīng)在業(yè)內(nèi)取得了優(yōu)異的業(yè)績，在田灣、嶺澳、福清等國內(nèi)幾大核電站的施工建設(shè)中大量(dàliàng)采用。

精品資料2.2核電站涂料的施工要點(diǎn)

為了盡可能提高涂料的防護(hù)周期(zhōuqī)，除了采用優(yōu)質(zhì)可靠的核電專用涂料產(chǎn)品外，嚴(yán)格的施工控制手段和高標(biāo)準(zhǔn)的施工規(guī)格也是必須的。涂層防護(hù)的好精品資料壞與施工過程的質(zhì)量控制密切相關(guān)，尤其對于核電體系(tǐxì)所要達(dá)到的長期防腐要求而言，高標(biāo)準(zhǔn)的表面處理等級［一般要達(dá)到Sa2.5（近白級）］、嚴(yán)格的施工控制等條件，都是達(dá)精品資料到良好涂裝品質(zhì)的必要條件(tiáojiàn)。如：涂裝前表面處理，要求磨料干燥無油；涂裝前的表面清潔度；兩道漆涂裝間隔；不同溫度、濕度條件(tiáojiàn)下的涂層養(yǎng)護(hù)時(shí)間等。表面處理質(zhì)量包括3個(gè)方精品資料面，即鋼板表面的可視清潔度（銹蝕、氧化皮等）、粗糙度和不可視清潔度（油脂、可溶性鐵鹽、氯化物、硫化物、灰塵等）。鋼材表面可視清潔度的評定，可分為(fēnwéi)定量和定性兩種方精品資料法。為了能正確、方便地評定鋼材在除銹之后的表面處理質(zhì)量(zhìliàng)，許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家都先后制定了鋼材除銹的質(zhì)量(zhìliàng)等級標(biāo)準(zhǔn)，我國標(biāo)準(zhǔn)為GB8923—88《涂裝前鋼材精品資料表面銹蝕等級和除銹等級》。在施工中嚴(yán)格遵照現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)工程師，以及涂料(túliào)商提供的產(chǎn)品說明書、施工指導(dǎo)書等進(jìn)行施工也是保證涂料(túliào)性能達(dá)到最大限度發(fā)揮的前提。在對混凝土精品資料表面涂裝前處理中，也要遵守嚴(yán)格的處理程序和控制指標(biāo)，如新水泥一般不宜立即(lìjí)涂裝涂料，至少要經(jīng)過28d的干燥養(yǎng)護(hù)后，使水分蒸發(fā)、鹽分析出才能開始涂裝。如需緊急施工，精品資料可采用15%~20%的硫酸鋅溶液刷洗新水泥表面數(shù)次，待干燥后除去析出的粉質(zhì)和浮粒；也可用5%~10%的鹽酸(yánsuān)溶液噴淋，再用清水洗滌干燥；還可用耐堿的底漆先進(jìn)行表面精品資料封閉處理。經(jīng)表面(biǎomiàn)處理后的混凝土表面(biǎomiàn)應(yīng)無浮漿、脫模劑、油污，去除凸起物及打開所有表面(biǎomiàn)的孔洞，用配套的環(huán)氧膩?zhàn)有扪a(bǔ)表面(biǎomiàn)存在的缺陷。注意不要使空氣滯留在坑內(nèi)，使表面(biǎomiàn)平精品資料整。涂裝施工(shīgōng)前，用水把塵土沖凈并完全干燥，在基底深度20mm的范圍內(nèi)，含水量≤6%，表面的pH值在6.8~8.0。

3結(jié)語

我國核工業(yè)正處于快速發(fā)展階精品資料太原(tàiyuán)彩鋼太原(tàiyuán)鋼結(jié)構(gòu)太原(tàiyuá