核電廠調試期鼓形濾網腐蝕防護

張福兵 代 晶 孫風慶

（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島的最終冷源，將各種設備和構筑物產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，導致海水的腐蝕性很強。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，其腐蝕問題給負責海水過濾的鼓形濾網系統帶來了極大的腐蝕隱患。

根據濱海核電廠鼓形濾網運行規定，對于鼓形濾網防腐外加電流陰極保護系統年累計停電時間不應大于72h。外加電流陰極保護系統（CPA）在調試階段通常使用的是臨時電源間歇性的停電時間大大超過這一規定值。目前國內各大在建核電項目均出現了調試期間的鼓形濾網腐蝕問題，機組停運狀態下行進行的腐蝕修復、設備更換會消耗大量的資源和投入，國內針對這一問題沒有成熟的解決方案。

圖1 鼓形濾網銹蝕

圖2 鼓形濾網防腐層脫落

經過對現場情況的多次調研結合專家的意見，通過與設備生產廠家合作成功研發出適用于核電站的犧牲陽極陰極保護系統，并應用于中廣核紅沿河核電廠現場。

該系統利用犧牲陽極陰極保護原理，主要包括：鼓網腔室兩側各6支犧牲陽極組、接線箱等。犧牲陽極由芯鋼棒和鋁合金體組成，目前鋁合金犧牲陽極主要有三類：鋁-鋅-汞系、鋁-鋅-銦系、鋁-鋅-錫系。由于鋁-鋅-汞系合金在使用時會污染海水環境，我國不生產也不應用這類犧牲陽極，鋁-鋅-錫系合金主要應用在近海平臺和船舶上，而鋁-鋅-銦系合金由于其較好的電化學性能和電流效率，在海水中應用較廣，經過仔細對比后選擇了此類合金作為犧牲陽極。

鋁合金犧牲陽極的驅動電位比較低，可以避免出現類似鎂陽極驅動電位高導致的高強鋼氫脆、油漆鼓包等保護風險。犧牲陽極安裝之前，檢驗人員首先抽驗，取樣分析，鋁合金陽極化學成分是否滿足我國石油天然氣行業標準SY/T0019-97的要求，同時測量犧牲陽極開路電位是否達到標準值。并對表面進行外觀檢查。施工前使用鋼絲刷或砂紙清除表面的氧化膜和油污。陽極導線與陽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于鋼芯用尼龍繩捆扎結實，陽極焊接端和底端兩個面應采用環氧樹脂絕緣，以減輕陽極的端部效應。

接線箱采用防護等級IP67以上的防水聚碳酸酯材料，內安裝有7個接線端子的銅牌，將6支犧牲陽極匯接，單獨用1根電纜將匯接銅排和鼓形濾網軸承座禁錮螺栓相連接。

通過對加裝臨時犧牲陽極系統后的海水電位進行了持續監測，鼓形濾網腔室內海水的電位負向位移100mV以上，說明犧牲陽極有效起到了陰極保護的作用，減輕了海水給設備帶來的腐蝕。臨時犧牲陽極陰極保護系統在核電站鼓形濾網調試期間現場無法供電時，能夠對鼓形濾網進行腐蝕防護，效果顯著，確保在工程建設階段循環水系統鼓形濾網能夠安全、穩定運行。

圖3 臨時犧牲陽極陰極保護系統原理圖

圖4 犧牲陽極與鼓網軸的接線

圖5 臨時犧牲陽極接線盒

這種基于不外加電流法的陰極保護可以在工程調試階段對保護結構物的防腐提供良好的補充，在國內是首創。根據核電站工程建設的實際情況，創新性地提供一種臨時犧牲陽極陰極保護系統，可以有效解決陰極保護系統調試期間由于系統運行不穩定導致鼓形濾網腐蝕問題。通過我們長期觀察事實證明犧牲陽極陰極保護對防止海水中鋼結構的腐蝕具有良好的效果。可以與外加電流法陰極保護系統形成互補，最大可能的杜絕調試期間造成鼓網腐蝕的質量事件的發生。

1 結語

使用的犧牲陽極壽命約1年左右，剛好滿足核電站機組調試的時間要求，且結構簡單、拆裝方便。同時該系統不會對已有的外加電流陰極保護系統產生干擾，在多個項目應用后取得了預期效果。