基于分級管理的核電廠材料防腐蝕大綱構建及優化

龔代濤

(中核核電運行管理有限公司，海鹽 314300)

基于分級管理的核電廠材料防腐蝕大綱構建及優化

龔代濤

(中核核電運行管理有限公司，海鹽 314300)

基于分級管理理論建立了覆蓋全廠的材料防腐蝕大綱，分級管理包括環境分類和腐蝕性分級，材料分類及耐蝕性評價，腐蝕與防護工作開展程度，防腐蝕大綱可執行項目組織規劃等內容。實踐證明分級管理效果良好，在資源有限的情況下能使防腐蝕工作重點突出，為其他核電廠提供了材料防腐蝕的參考經驗。

核電廠；材料防腐蝕大綱；分級管理

秦山第三核電廠建有兩臺CANDU-6型重水堆機組，電廠于2004年前后投入商業運行。電廠建于杭州灣北岸北緯30°30′附近，處于北亞熱帶邊緣，全年平均氣溫15.9 ℃，年平均高溫累計日數低于長江中下游同緯度城市，年平均雨量1 189.7 mm，全年無霜期約為240 d，全年日照時數平均為1 919.7 h，年平均相對濕度為79%，是典型的季風型濱海電廠。

自2005年起，電廠開始探索核電廠系統和設備腐蝕與防護管理體系。參考相關文獻[1-5]的規定和經驗，經過十年的優化，已建立了以材料防腐蝕大綱為中心覆蓋全廠材料防腐蝕分級的管理體系。

材料防腐蝕大綱指對系統和設備的腐蝕監督和防腐蝕工作進行長期規劃的技術類文件，以企業內部技術指導標準形式發布。基于材料、環境的實際情況，并遵循全面覆蓋、工作適度、糾正與預防相結合、特殊腐蝕問題專項管理四個原則，對全廠系統和設備的腐蝕環境、材質及腐蝕情況等進行匯總、評價、分級，篩選后分類編制防腐蝕大綱可執行項目并統一規劃實施，實現材料防腐蝕分級管理。本工作簡單介紹了核電廠材料防腐蝕大綱的構建，并提出了優化意見。

1 環境及材料分級及評估

核電廠內系統和設備所處的環境很復雜，因此，需要對設備材料所處的環境進行評估和分級。

1.1 環境腐蝕性分級

根據國家標準GB/T 19292.1-2003《金屬和合金的腐蝕 大氣腐蝕性 分類》,環境的腐蝕性劃分為5級，分別是C1(很低腐蝕性)、C2(腐蝕性)、C3(中等腐蝕性)、C4(高腐蝕性)和C5(很高腐蝕性)。

1.2 腐蝕環境分類

設備腐蝕環境分外部環境和內部環境。外部環境主要為大氣環境和土壤環境兩大類，大氣環境又細分為室內干燥、室內潮濕、室外大氣三小類。內部環境根據各系統的運行情況分為水、化學介質、油等三大類，其中水環境細分為高溫高壓汽水、去離子和有緩蝕劑水、淡水、海水等四小類。表1為核電廠腐蝕環境分類匯總，表1中管理分級見表2。

表1 核電廠腐蝕環境分類匯總Tab. 1 Classification of corrosion environments in nuclear power plant

表2 核電廠腐蝕管理分級Tab. 2 Classification of corrosion management in nuclear power plant

1.3 材料及耐蝕性分類

電廠使用的材料涵蓋金屬材料、通用高分子材料、無機非金屬材料、復合材料。其中，金屬材料主要包括灰鑄鐵、低碳鋼及低合金鋼和涂鍍鋼板、不銹鋼及耐熱鋼、鐵鎳基合金及高鎳鑄鐵、鎳基耐蝕合金、有色金屬及合金(鋯合金、鈦合金、銅合金、鋁合金、鋅合金等)等；通用高分子材料包括各類塑料(聚乙烯、聚氯乙酸、氟塑料等)、各類天然或合成橡膠(丁基、硅橡膠、EPDM、膨體四氟等)、各類樹脂(環氧、不飽和聚酯、乙烯基等)；無機非金屬材料包括硅酸鹽水泥或混凝土、硅酸鹽玻璃及纖維等；復合材料主要是玻璃鋼類。

通用高分子材料、無機非金屬材料、復合材料的耐蝕性好，除用于防腐蝕目的(如各類防腐蝕襯里、涂層)外,均不屬于防腐蝕專業主動工作的內容。

根據電廠材料與環境的配對、近15 a核電廠運行經驗、國內核電廠及國際同類核電廠公開的腐蝕事件，對材料的耐蝕性情況進行匯總和分類，具體見表3。

2 材料防腐分級管理

2.1 分級

鑒于電廠專業資源的有限性和電廠運維成本控制的需求，電廠材料防腐蝕專業對電廠的防腐蝕實施分級管理制度。按系統和設備的腐蝕管理程度按腐蝕的影響程度、防腐蝕措施(主要指防腐蝕層、陰極保護等)重要性分為A、B、C、D四級，分級見表2。

2.2 影響因素及調整

管理分級受以下因素的影響：

(1) 國內外核電廠報告的腐蝕事件，報告的事件越多電廠分級越高。

(2) 核電廠內部其他專業(設備管理、金屬在役監督、化學控制等)的關注度和監督規劃，關注度越高、監督規劃越完善，材料防腐蝕專業管理分級越低。

(3) 國內外科研機構的研究和關注程度，關注度越高電廠分級越低。

2.3 預防性與糾正性工作

核電廠材料防腐蝕工作包括預防性工作和糾正性工作。預防性工作是指在腐蝕發生初期且尚未造成嚴重影響或預期將發生腐蝕前，開展防止腐蝕或減緩腐蝕的針對性工作；糾正性工作是指在發生腐蝕后，開展糾錯性質的工作，包括腐蝕施工、材料更換或替代、結構改造等。

(1) A級：以預防性檢查和預防性防腐蝕處理為主。所有腐蝕檢查、防腐蝕處理需求均納入可執行項目。

表3 主要使用材料相對腐蝕環境的管理分類Tab. 3 Management classification of relative corrosion environments of main materials

(2) B級：選擇代表性重要設備進行抽樣預防性檢查，根據檢查結果組織糾正性防腐蝕處理或對類似情況的糾正性腐蝕普查和評價。

(3) C級：有防腐蝕涂層的情況(主要是油漆)，以糾正施工為主并輔以按區域環境普查。無涂層的情況，以腐蝕監督和評價為主，根據其他專業的檢查情況組織專業的評估和糾正性普查，開展糾正性防腐蝕處理。

(4) D級：不做規定，在發生腐蝕后按其他專業需求進行技術性支持。

3 防腐蝕大綱可執行項目

將A、B、C三級管理的腐蝕和防腐蝕情況，納入材料防腐蝕項目；再按照材料所處區域或系統，將同類別或近似的多個項目合并成一個可執行項目，進行預設周期的統一規劃；通過電廠工作管理系統(Team或EAM系統)自動觸發執行。

3.1 可執行項目類別和實施方式

可執行項目分腐蝕檢查、腐蝕監督及評價、防腐蝕處理等三類。

(1) 腐蝕檢查：以目視、內窺鏡等方式實現直接檢查。

(2) 腐蝕監督及評價：通過金屬測厚、表面滲透(PT)檢查等無損檢測方式實施間接檢查和評價。

(3) 防腐蝕處理：組織專業防腐蝕處理單位實施涂裝、襯里、鍍層等表面工程。

3.2 預設執行周期

A級管理，執行周期不超過1個機組大修周期。

B級管理，執行周期按2個大修周期和金屬在役監督周期中的較小值。

C級管理，有防腐蝕層的情況執行周期按1個大修周期或2 a執行，無防腐蝕層的情況按金屬在役監督和設備預防性檢修周期規劃執行。

4 結束語

秦山第三核電廠依據分級管理理念，編制并完善了電廠材料防腐蝕大綱，大綱執行條目由2007年的1 200余項逐步完善并整合為2016年的近600項。在覆蓋全廠所有材料腐蝕和防護需求同時，有效集中資源,完成電廠材料防腐蝕重點工作。

分級管理使電廠材料防腐蝕專業的定位更為明確，有利于各專業的協同工作并調用電廠內外的各種資源共同完成電廠材料防腐蝕工作任務。

[1] IAEA-TECDOC-1361 核電站主要安全相關部件老化評估與管理[R]. [S.l.]:IAEA，2000.

[2] EPRI-TR-109633 Guideline for the evaluation and treatment of corrosion and fouling in fire protection systems[R]. [S.l.]:EPRI，2006.

[3] HAF 601-2007 民用核承壓設備安全監督管理規定[Z].

[4] HAD 103/07-1988 核電廠在役檢查[Z].

[5] HAD 103/08-1993 核電廠維修[Z].

Construction and Optimization of Nuclear Power Plant′s Material Anticorrosion Program Based on Classification Management

GONG Dai-tao

(CNNP, Nuclear Power Operations Management Co., Ltd., Haiyan 314300, China)

The equipment anticorrosion program technology system covering the whole plant based on the theory of classification management was built. Classification management includes the classification of environment and corrosion, the materials classification and corrosion resistance evaluation, the development degree of corrosion and protection work, the organization of equipment anticorrosion program, etc. Practice has proved that the classification management effect is good, in the case of limited resources it is conducive to highlighting the focus of anticorrosion work, it provides reference experience for other nuclear power plants.

nuclear power plant； material anticorrosion program； classification management

10.11973/fsyfh-201703013

2016-10-10

龔代濤(1978-),高級工程師,碩士,長期從事核電站材料腐蝕與防護研究和管理,0573-86652936,gongdt@cnnp.com.cn

TM382

A

1005-748X(2017)03-0219-03