核電廠設備油漆防腐技術和管理體系優化探討

江 鋒

(中核核電運行管理有限公司，浙江 海鹽 314300)

腐蝕是材料與環境間的物理——化學相互作用，使材料的性能發生變化，導致材料、環境或由它們作為組成部分的技術體系的功能受到損傷；防腐是人為地對腐蝕體系施加影響，其結果是避免或延緩材料、環境或由它們作為組成部分的技術體系的功能受到損傷[1]。在不同的環境下，材料腐蝕有各種各樣的表現形式，針對這些表現形式和發生的環境開發出了無數種應對腐蝕問題的方法和技術。在這些技術中，最常見、最容易實施、最快見到效果的防腐蝕方法，就是油漆防腐。油漆被比作“工業的外衣”，油漆防腐工作在工業生產中占據著巨大的比重。

在核電廠，油漆防腐工作占據了日常防腐工作的絕大部分工作量，涉及到技術管理、質量管理、安全管理、人員管理等各方面，是核電廠不可忽視的一項重要且需要在管理上不斷提升優化的工作。本文將以中核核電運行管理有限公司秦山第三核電廠(簡稱“秦三廠”)重水堆機組的設備油漆防腐工作為研究對象進行分析和討論。

1 秦三廠油漆防腐技術體系的優化

1.1 秦三廠原設計的油漆防腐技術體系

油漆材料品牌以國際知名品牌為主。秦三廠2臺CANDU 6型重水堆機組采用的是源自加拿大的重水堆技術，在設備油漆防腐技術體系上也沿用了加拿大重水堆相關的技術方案體系。在電站設計方提供的設備涂裝技術規格書中提供了可用的油漆品牌，以國際排名靠前的油漆品牌為主，包括：Carboline，Ameron，Sigma，Hempel，International，Sherwin Williams，以及其他經認可的供應商提供的材料。技術規格書對于不銹鋼材質表面的涂裝油漆也有明確的鹵族元素、硫、低熔點金屬含量的要求。這些品牌和技術要求完全滿足秦三廠廠房內外各種環境金屬設備外部防腐涂裝要求。

涂裝面漆色系固定。在設計方提供的原始技術規格書中，以包含1 400余種顏色的Munsell色系為標準，規定了各類介質管道、設備、支吊架等涂裝的面漆顏色，給出的色系表示方法也是Munsell色系的專用表示法，如紫色系的“2.5RP 5/12”是重水管道外表面標志性顏色，深藍色系的“2.5PB 3/6”是氫氣管道外表面標志性顏色。

管道流體標識和特殊問題處理要求明確。對于管道等的標識色和標識方法，技術規格書也給出了相應的要求，例如：管線(視溫度)應通過合適顏色編號的油漆面漆或彩色膠帶來進行識別和分類，可以進行全漆涂刷，或者也可以是油漆或膠帶色環來進行標識。大多數管線應該有一個主顏色來表示所傳輸的流體，而次要顏色來表示所傳輸的液體是否是危險的，次要顏色永遠是油漆色環或膠帶色環的形式。如果主識別色是由油漆色環或膠帶色環，二次鑒定將是由在主要顏色帶上的較窄的油漆色環或膠帶色環的顏色判斷。嵌線的部分不需要涂刷，但任何裸露出來的管線等必須涂刷。同時還給出了一些特殊情況的處理方式，如：碳鋼或鑄鐵閥門、過濾器，在非絕緣系統中的附件涂刷與相關管線相同的顏色，若涂刷工作可能干擾一個組件(如閥桿)的操作時，則不涂刷。不銹鋼管道和鍍鋅管道不涂刷油漆，所傳輸的液體應通過適當的膠帶式色環來標定。在這種標識要求下，秦三廠設備管道的面漆顏色均得到良好的處理，但不使用油漆色環或膠帶色環的標識方式，而使用全漆涂刷標識的方式，這種處理原則沿用至今。

1.2 秦三廠商運以來油漆防腐技術體系

因油漆防腐施工承包商多數是采用包工包料的承包形式，承包商自備其代理或使用的品牌油漆用于施工。因此，多年來，隨著承包商的更替，秦三廠使用的油漆品牌及技術方案等也頻繁更替。秦三廠商運以來，設備油漆防腐技術體系具有以下特點：

1)油漆材料品牌頻繁更替，不可避免。2014年以前，秦三廠油漆防腐承包商使用上海開林造漆廠生產的開林品牌油漆，屬于經認可的供應商提供的油漆材料，施工承包商也不歸屬技術部門管理，技術部門僅負責現場質量管理。2014年起，油漆防腐承包商劃歸技術部門防腐專業管理。為強化質量控制，參考原設計的油漆防腐技術規格書中明確的油漆品牌，通過合同外委技術規格書的形式，明確要求承包商使用International油漆，對有耐輻照要求的廠房區域內設備要求使用Carboline耐輻照系列涂料。2017年起因合同采購方式及承包商變化，又陸續采用了PPG系列、國內中海油常州環保涂料有限公司的涂料、歐美龍濕固化涂料等。限于服務采購的管理要求，油漆材料品牌在每次合同執行中仍可能不斷變化，這種情況不可避免。

2)油漆配套方案逐漸豐富。涂層或涂覆系統外部應用工藝必須具有良好的耐候性，暴露在室外環境中的涂層不易褪色。環氧涂料并不適合作為外表面面漆，而應該優先使用聚氨酯類涂料。因此，秦三廠的油漆方案中，常溫大氣環境下，底漆以環氧富鋅類為主，中間漆以環氧云鐵類為主，面漆以聚氨酯類為主；潮濕環境甚至浸水環境下使用低表面處理要求的油漆底漆，或者直接使用同一類可濕固化的涂料全程涂裝，不區分底漆、中間漆和面漆，如現用的歐美龍濕固化重防腐涂料；有耐輻照要求的區域，經耐輻照性能確認后使用阿沃德系列耐輻照底漆和面漆；部分室內區域有工作人員常駐，逐步使用了環保無味的水性涂料?？傮w而言，室內外大氣環境下的設備外部油漆防腐方案的涂料類型基本與原設計要求的方案保持一致，并結合實際需求和涂料技術發展變化引入了更合理的涂料及施工方案，逐步豐富的方案也為后續的技術管理提供了更多的借鑒參考。

3)涂裝面漆顏色色系多樣，但逐漸固化。隨著油漆防腐承包商單位多次變化，不同承包商所使用的面漆色系不盡相同，當前國內外各大油漆品牌幾乎都不使用Munsell色系，而使用Ral經典色系較多，比如International系列、PPG旗下的Sigma與Ameron系列等均采用Ral經典色系。因此秦三廠設備防腐油漆色系從原設計的Munsell色系，依次采用過國標色系(GSB05-1426—2001)、Ral經典色系，部分耐輻照涂料也采用過Carboline色系，防海生物污損的涂料也使用了Hempel色系。目前使用的涂料結合設備原色多采用Ral經典色系。各色系的表示方法見表1。

表1 工業防腐涂料常用色系Table 1 Common color of industrial anticorrosive coatings

綜上可見，在多年的生產實踐中，因合同承包商的不斷變化，核電廠設備油漆防腐使用的材料品牌、型號、類型、色系等均會不斷變化。相對而言，防腐底漆和中間漆因有面漆覆蓋，在保證材料性能和施工工藝的前提下，對設備防腐管理和廠房環境管理的影響相對較小；而防腐面漆因直觀可見，顏色多變，加上承包商使用材料品牌相應色系的多數無對應關系，在使用時只能憑肉眼分辨，盡量使用相近的顏色，或根據現場設備現狀確定是否更改顏色并確定使用何種顏色面漆。可見即便符合技術規格書技術要求的油漆品牌，所使用的色系也不盡相同，往往帶來顏色選擇的困難，給設備顏色統一管理和廠房環境管理增加了不少的難度。近幾年因承包商使用的涂料都是Ral經典色系，通過日常廠房整治以及對油漆防腐工作進行完整的記錄保存，逐步實現設備管道等面漆顏色規范和統一。

2 秦三廠油漆防腐管理體系的優化

2.1 核電廠設備防腐管理四大原則

在核電廠設備防腐管理上，秦三廠提出了防腐管理四大原則：全面腐蝕控制、防腐工作適度、糾正性和預防性結合、特殊問題專項管理[1]。這四大原則不僅適用于秦三廠重水堆核電機組，在其他堆型的核電機組同樣適用，實際上國內多數核電廠基本上已經采取了相同或相近的油漆防腐工作管理原則。

(1)全面腐蝕控制原則

核電廠是典型的以設備為基礎的工業企業，各個系統設備都會遇到各類腐蝕問題，絕大多數系統設備在設計、制造、儲運、安裝、使用、維護等各個環節都會發生因表面防腐涂層損壞/老化等原因導致的金屬基體腐蝕現象，常規的解決的方法多是以修復裸露基體并在其表面進行涂層保護為主。因此，油漆防腐管理需滿足全廠范圍內所有需油漆防腐的設備(不含刷漆影響其功能的設備)處于各個階段的各類需求，調動設備管理和維護專業的全部人員參與，做到全面管控。

(2)防腐工作適度原則

核電廠油漆防腐并不是完全覆蓋所有設備部件及材料，對于影響檢修的部件如螺栓桿則不進行防腐涂裝作業，對于銅、不銹鋼等材質和表面鍍鋅件也不進行防腐作業。另外，根據設備的實際狀態，并不是只要有外表面腐蝕問題或防腐層損壞就必須執行油漆防腐，一般較輕微的腐蝕或不影響設備外表整體狀態的防腐層缺陷，不需要立即處理。

(3)糾正性和預防性結合原則

油漆防腐主要針對的是設備表面大面積的涂裝，防止的腐蝕類型主要是表面均勻腐蝕，而均勻腐蝕通常具有較低的腐蝕速率，因此油漆防腐工作主要是預防性維修，在設備未出現影響運行的腐蝕缺陷時消除已經發生的腐蝕問題，避免腐蝕缺陷擴展進而威脅設備安全。針對不同程度的腐蝕問題，需采取不同的防腐策略：明顯影響設備外觀、外形尺寸的腐蝕問題，應及時全面修復；影響較輕的，可根據實際情況采取局部修復，或在不影響設備安全運行的前提下，可保持現狀，允許存在局部的防腐層缺陷。

(4)特殊問題專項管理原則

常規的設備油漆防腐一般是以解決金屬在大氣(常溫或高溫)、潮濕、土壤、輻照、腐蝕性氣氛等環境下的腐蝕問題，使用相應的防腐蝕涂料基本上都能滿足需求。但涉及到環保、防海生物、防曬等不以防腐蝕為主要目的的特殊需求時，需要使用的涂料則需單獨考慮。比如：有工藝系統設備或管道存在的人員常駐的實驗室、值班室、主控室等，必須使用水性環保涂料來消除一般工業涂料施工帶來的人體健康影響；有海生物附著的水下設備需要使用具有防污效果的涂料以減少海生物附著帶來的腐蝕，如無錫自拋光防污涂料；而對于室外的電纜套管等，為保證電纜的壽命，需對鍍鋅的電纜套管特別涂裝防曬涂料以降低套管內部溫度，減緩電纜表層的高溫老化，保證其設計壽命，如涼涼膠隔熱漆。

2.2 防腐施工承包商管理優化

(1)油漆防腐工作存在的常見管理問題

一般情況下，設備外表面油漆狀態的好壞，不會影響到核電廠設備的安全穩定運行，主要影響現場環境。因此，包括重水堆在內的國內多數核電廠對油漆防腐施工并沒有引起足夠的重視，甚至多數人可能還停留在“刷油漆就是涂涂抹抹”的低層次認知水平，這就造成從上至下在各方面管理上都忽視這一重要工作的局面，對承包商的要求較低，出現各種問題。這些管理上的不足，在核電行業較為普遍。

人、機、料、法、環，是全面質量管理理論中的五個影響質量的主要因素，其中人的因素是最主要的。油漆防腐施工，素有“三分工藝，七分手藝”的說法，可見施工人員的技能水平比材料性能更能影響油漆防腐施工的質量。尤其是防腐涂裝前的表面預處理受人員技能水平影響最明顯。80%～90%的涂層提前失效是由于不正確的表面預處理，因為在這些表面預處理過程中，污染物殘留在基體表面[2-3]。但實際工作中，油漆防腐施工人員專業技能素養良莠不齊，且多數都是中學文化水平，年齡相對較大，學習能力和動力有限，很少有多年從事專門的油漆防腐涂裝作業的人員，多數人對油漆防腐施工的基本工藝要求都是一知半解，模糊不清，對防腐涂裝的除銹等級、涂裝均勻性及涂層附著力、厚度控制、涂裝缺陷識別和處理、外觀質量檢查等專業術語和要求的理解就存在更大的困難。這種普遍現象極大地影響了油漆防腐施工的質量。

承包商單位習慣于墨守成規，在保證材料性能滿足核電廠技術要求、勞保用品符合國家標準或行業標準時，為實現利潤最大化，都會采取使用低層次工人、配備最低要求數量的人員等方式來盡量壓縮人力成本，同時使用低端工具來降低機器及配套耗材等固定資產的投入，這又進一步加劇了人員技能素質低下的問題，甚至還帶來降低工作效率、增加安全生產隱患的風險。在這種局面下，核電廠管理部門也沒有充分的依據強制承包商單位作出跨越式的改進提升，充其量只能從要求承包商提高工作效率和安全管控措施的角度提出改進要求，督促承包商加強內部培訓、考核等，但實際上也收效也并不理想。

(2)核電廠在油漆防腐承包商管理上的改進

面對上述情況，秦三廠防腐管理部門從“人機料法環”多處著手進行承包商管理提升。

人員基本要求方面，從服務采購階段即明確承包商人員的素質要求，例如：配備高水平的主要技術員，一定比例的施工人員具有“防腐蝕工”等行業主管部門認可的技能資質證書，一定比例的人員具有一定年限油漆防腐施工的工作經驗，對項目組人員一般要求高中或中專以上文化水平、年齡55周歲以下等。從這些方面可以盡量保證入廠人員具有相對較高的起點。現場一線人員實行以老帶新，可避免出現大量新人導致工作質量低下的情況，在后續的人員管理和質量管理上也能減少很多不必要的麻煩。更進一步地，鼓勵各單位建立自身價值觀、事業觀，宣貫樂業精神，鼓勵肯定作業人員工作成果，建立合理的獎懲機制。

施工工器具方面，承包商單位需對自身工作合理評估并準備實用且齊全的工器具，如有不適用的及時進行改造或更換，定期有專人跟進與評估，保障工器具有效性與實用性；秦三廠引導承包商單位的主要技術人員進行施工工藝和工器具的改進，比如一般需要人工計時的涂料配比工序，可以改用具有計時、限速功能的攪拌器，或者對已有的攪拌工具進行改進增加計時、限速功能裝置來代替人工控制，減少人為因素造成的偏差；另外，一些特殊需求下常規的工具不滿足使用需求時，秦三廠和承包商聯合進行設備研發或改進，成功之后申報專利，如此也能提高承包商單位參與的積極性。

油漆涂裝技術方案方面，依據秦三廠現場的涂裝要求，結合承包商使用的具體材料技術特點制定確定的配套方案，并以施工程序文件的形式將施工的全過程進行明確，包括材料的準備和確認、現場的條件確認、防腐施工中表面處理等級和涂裝工序等技術要求、完工質量檢查、現場管控等每一步的做法和要求。如此，即便沒有做過或習慣不一樣的工作人員也可以依照規程將工作規范完成，避免因施工人員工作素養差異造成工作出問題。這樣就從“料”和“法”的維度實現了全面控制。

現場工作環境方面，秦三廠推行防腐作業6S管理，從人員著裝、工器具現場擺放、工作現場布置、現場周邊環境保護等明確管理要求，強化人員行為管控，使承包商單位人員逐漸形成工作習慣。好的習慣也促進工作質量和安全管理的提升。另外，秦三廠設立安全隱患排查機制，日常期間隱患的他查和自查比例達到1∶2，大修期間隱患的他查和自查比例達到1∶1，并對多次出現的隱患進行人員考核，把防人因工具落到實處，將安全隱患清除。

在上述多個途徑的管理改進下，逐漸改變了秦三廠設備油漆防腐工作的整體形象和印象。尤其是室外大型設備的防腐工作，在努力做到現場布置整齊、施工規范、質量高、外觀令人賞心悅目后，自然就容易體現出油漆防腐工作的價值，并得到各方面的重視。這些管理改進，多數已經借助防腐管理部門機構調整在秦山地區9臺機組設備油漆防腐工作中實施，也可以作為國內其他核電廠的改進參考。

3 結論

核電廠的設備油漆防腐，涉及核電廠絕大多數區域和設備，施工時往往需要執行多道工序，是一項非常繁瑣的日常維修工作。建立核電廠設備油漆防腐技術和管理體系，是為了將維護核電廠設備使其在壽期不因腐蝕問題而產生失效的工作進行全面統籌規劃、把細節落到實處，保證防腐效果。核電廠運行期間，應結合多年工作的總結分析，從人機料法環等各方面不斷優化油漆防腐技術和管理體系，將體系中不足之處加以彌補改進，將缺失的部分加以增補，將有爭議的部分加以詳解，使防腐技術充分得到應用，管理手段更加貼合實際且提高現場工作效率和質量，為核電廠安全穩定運行設立堅實的屏障。秦三廠重水堆機組在電廠設備的油漆防腐中已經進行了多年持續改進，這些改進對其他堆型的相關工作具有重要的借鑒意義。