邢益诚魏雄
（苏州创发人力资源服务有限公司，江苏 苏州 215004）
【摘要】核电站储罐主要用于储存酸碱、除盐水、油及放射性废液等，储存介质的作用是向核电站常规岛、核岛及BOP设备提供除盐水、密封水、化学水处理、润滑油及废液收集。核电厂储罐因腐蚀而导致储罐穿孔事件也时有发生，影响了核电的正常生产。核电站储罐类型、用途、储存介质种类繁多，需要根据储罐的材质及所处的腐蚀环境来选择合适的防护措施，主要针对核电站储罐不同介质环境下腐蚀原因分析及提出了相应腐蚀防护方法与策略。
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关键词 核电站；储罐；腐蚀防护；策略
0前言
某核电站属于亚热带海洋性气候，历年平均气温为21.8℃，年平均降水量2000mm以上，全年多雨，雨季最集中分布在4月~11月，日照2100小时，空气湿度较大，每年平均的湿度一般大于70%，地域临近海边，空气中的氯离子含盐量很高，对于金属的腐蚀性很强。核电站BOP系统储罐大部分为碳钢材料，主要面临以下几方面腐蚀：户外除盐水储罐底板及地脚螺栓面临海洋大气环境下的腐蚀；酸碱储罐面临在内衬失效后酸碱溶液的腐蚀；废液储罐主要面临来自低放射性废液产生的腐蚀。一旦核电站储罐出现腐蚀并失效会直接影响核电站的安全运行，甚至会危害人身安全，后果十分严重，因此针对核电站不同环境的储罐采取合理的防护手段十分重要，下面本文就核电站储罐的腐蚀防护策略同大家一起探讨。
1核电站储罐面临的腐蚀问题
根据核电站的所在地理位置，核电站储罐腐蚀主要分为两类，一类是露天环境下储罐遭受海洋大气环境的腐蚀；另一类是储罐储存介质的腐蚀，包括以下几种：除盐水、酸碱液及废液介质的腐蚀。下面本文结合核电站的实践分别来讨论以上介质环境下核电站储罐的腐蚀情况。
1.1露天储罐海洋大气腐蚀
某核电站建造初期由于考虑不足，将PTR/TER/SEL/SER等储罐处于露天环境，导致该类储罐面临严重的海洋大气环境腐蚀，其罐底为发生腐蚀的薄弱环节，包括罐体底部、支撑板及地脚螺栓与水泥基座结合部位等，这些部位往往会成为腐蚀发生的“突破口”。雨水中的氯离子会在地脚螺栓及底部等缝隙处聚集，尽管螺杆和底板有涂层防护，但聚集的氯离子及空气中氧的共同作用下，防腐涂层很容易失去其保护效果，涂层失效后碳钢螺栓及储罐底板易发生腐蚀，甚至会导致螺栓腐蚀断裂及底部腐蚀穿孔等严重问题。
1.2核电站储罐面临的内部腐蚀
1.2.1除盐水的腐蚀
核电站除盐水储罐主要为二回路供应冷却水及常规岛泵和阀填料密封水，内部介质为来自SDA系统生产的除盐水，其pH值为9。由于核电站二回路对除盐水的水质有严格的要求，普通环氧涂料往往难以满足要求，容易造成二回路水质中硫酸根浓度超标，为了满足这一要求该电站采用了国外某厂家生产改性环氧涂料，在满足水质需要的同时，又保证了碳钢储罐内部不易发生腐蚀。由于防腐涂层两侧渗透压不同，除盐水渗透压高于涂层内部，导致水分子在高渗透压作用下向涂层内迁移，当涂层内水张力大于涂层附着力时就会造成涂层鼓泡，碳钢基体在溶解氧的作用下发生腐蚀，但除盐水中经过化学水处理，水中杂质离子浓度极低，碳钢在除盐水中发生腐蚀的速率很低，通常不会发生储罐腐蚀穿孔等严重腐蚀问题，但值得注意的是涂层的脱落可能会造成设备的阻塞影响设备的正常运行，金属基体的锈蚀可能会影响二回路水质。
1.2.2酸碱性介质的腐蚀
在核电站的运行过程中除盐水的生产系统及凝结水净化和处理系统会使用一定量的酸碱。这些酸碱储罐少数为玻璃钢储罐，其余大多都是碳钢内衬氯丁橡胶储罐。常温条件下碱液对氯丁橡胶的腐蚀性较低，碳钢基体在碱性环境下不易发生腐蚀，电站检修大纲会定期对储罐内部进行清理检查，储罐出现腐蚀穿孔失效的几率较低。当储罐内部储存高浓度盐酸时，由于盐酸极易挥发产生氯化氢气体，氯化氢气在潮湿环境下体会加速氯丁橡胶老化。初期老化通常是自动氧化脱出HCl，分解比较慢，后一阶段由于氧化分解产生氯化氢导致断聚合物的分解双重反应，分解速度会加快，这一过程断链占优势，断裂的主链由于缺少可以再作用的双键而不能相互结合，最后是高分子链变成分子碎片，从而使橡胶老化失去保护作用[1]。碳钢基体在失去内部衬胶保护后，铁和盐酸发生如下化学反应：Fe+2HCl=FeCl2+H2，氯化铁易溶于水并水解产生盐酸，故这一腐蚀反应会非常迅速，一旦储罐出现破损泄露的盐酸产生大量盐雾会对厂房内其他设备造成严重的腐蚀，如图1。
1.2.3核电站废液介质环境的腐蚀
核电站SEL/TER系统储罐用于收集来自常规岛及核岛的低放射性废液，因废液中含有较多的腐蚀性较强的介质，腐蚀环境较恶劣，国内大多核电站废液罐都采用使用的是碳钢材质制成，内部采用涂层防护，因废液中含有大量穿透性较强的介质，可穿透涂层到达金属基体表面而使防腐层起泡，造成金属与防腐层之间形成较小的缝隙，发生膜下腐蚀。罐壁的腐蚀易发生在气液交替部位，液面上氧浓度高，液面下氧浓度逐渐降低，从而引起氧浓度差电池腐蚀，氧浓度高的部位充当阴极，氧浓度低的部位充当阳极。
核电废液罐体积约五十多立方米，内部存放放射性废液。目前核电站都有废液罐的内部定期检查及维修，人员进入罐体检查前需穿戴气衣，检查的方法目前只是依靠目视，难以发现罐底及罐子中上部的腐蚀缺陷。
2防护策略研究
2.1合理选材
储罐的合理选材至关重要，合理选材需满足以下要求：（1）材质满足基本的力学性能；（2）材质满足所处的环境；（3）经济效益最佳。如除盐水罐腐蚀环境相对较弱，优质的低合金钢能满足罐子的焊接及其他力学性能要求，采用涂层防护即可保证设备的正常运行，经济效益最佳。浓盐酸环境中，单纯使用不锈钢及碳钢材料都不（下转第284页）（上接第236页）耐腐蚀，同样选用内衬材料进行保护时，由于碳钢的制造成本相对较低，可优先选用。三氯化铁储罐因含有较高的氯离子与强氧化性Fe3+腐蚀性较强，可选用玻璃钢罐，玻璃钢以玻璃纤维为增强材料，以热固性树脂为基体的复合材料，能耐三氯化铁的腐蚀。
2.2选择合理的防护措施
海洋大气环境下的露天储罐，罐子底板及地脚螺栓为易发生腐蚀的部位，采取传统的涂层防护方法需经常维修，保护效果不佳。可以选择新的防腐工艺进行防护，如使用粘弹体材料进行防护，目前粘弹体材料主要广泛应用在石油行业管道、阀门、法兰及罐子底板防腐，粘弹体材料是一种永不固化的粘弹性聚合物，具有很好的附着力、流动性及阻水性，能有效的阻隔空气中的氧气与金属基体接触，从而起到防护作用。罐底裙边使用的粘弹体材料有粘弹体防腐胶带、防腐膏、法兰防腐剂及玻璃纤维外护带，防护效果较传统的涂层防护好，但需注意其施工过程的质量控制。罐子底部其他区域可以采取环氧加聚氨酯涂层防护，施工简单，防腐效果较好。
对于酸、碱、海水等强腐蚀介质的的环境中，一般设备均采用橡胶内衬进行防护，合格的氯丁橡胶可以忍受苛刻的腐蚀环境。但是若橡胶内衬损坏后，强腐蚀介质直接作用在设备本体，在短时间内造成设备的穿孔等严重腐蚀问题。所以在衬胶设备运行之前，必须进行严格的检查，对有缺陷内衬及时处理。
除盐水、废液及润滑油罐可采用涂层防护，涂层防护需满足如下几个要求：（1）技术可靠，选用的涂层防腐性能好，水渗透性低，附着力强，满足使用环境要求等；（2）经济合理，保证满足防腐效果条件下，费用成本低；（3）能满足现场施工设备及施工环境的要求。
2.3加强防腐涂层的调研
核电厂大多储油及储水罐采用涂层防护，目前大多储罐内壁涂层都存在大量的鼓泡，近年来我国工业防腐涂料得到快速发展，涂料产品种类繁多，防腐性能也大大提高，需加强涂层调研，选择适合出防腐性能更佳的新涂料。
2.4采用新的检测方法及定期维护
核电厂都制定了合理有效的防腐预防性检查大纲，目前储罐检查只是依靠目测，难以发现隐蔽缺陷，可以调研引进先进的检查仪器，如采用声发射技术和超声波技术进行储罐的缺陷检测及壁厚测量。借助仪器检查能够全面、准确的发现设备隐蔽腐蚀缺陷。在检查发现的设备涂层起皮、鼓泡及脱落等情况需及时维修，如暂无需维修需做好记录以便下次检查的跟踪对比，采取衬胶防护的储罐腐蚀环境强，需加强定期维护，发现衬胶缺陷及时进行维修并做好施工过程的质量控制与维修记录。
3结束语
综述所述，合理科学的腐蚀防护方法能经济有效的防止设备发生腐蚀，随着技术的进步，越来越多的防腐技术和防腐材料应用到设备中来，设备的防腐效果越来越好，相信未来储罐的腐蚀问题也会得到更好的解决。
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参考文献
［1］李昂.橡胶的老化现象及其老化机理[J].特种橡胶制品,2009(05).
［2］史玉颖,等.炼油厂储罐腐蚀检查及防护措施[J].安全与环境工程,2014(05).
［3］刘松杰.长输管道粘弹体防腐补口方法应用[J].管道技术与设备,2014(03).
［4］唐洪舰,等.油库油罐罐底腐蚀状态分析及防腐对策[J].广东化工,2006(05).
［责任编辑：刘展］