核电站涂料选用及失效案例分析
2012-08-01 00:00:00
作者:游庆荣 费克勋 梁耀升 廖开星 孙永亮 来源:《腐蚀防护之友》
失效案例
国内A电站口常防腐检查发现DEG核岛冷冻水系统阀门涂层破损,基体腐蚀严重,如图2所示。
这是由于DEG系统的冷冻水温度较低,与外面的空气温度存在一定的温差,在设备表面形成冷凝水,冷凝水溶解了来自海洋大气和保护层的侵蚀性离子,变成电解质。一旦设备表面涂层有微小破损,或者在涂装不能覆盖的地方,这些电解质溶液就会腐蚀裸露金属,产生的腐蚀产物疏松膨胀,进一步破坏周边涂层。如此循环,缺陷继续扩大,腐蚀程度加剧。
海水环境
涂料选用
核电站海水环境的主要系统有:CRF循环水系统、SEC安全厂用水系统、SEN辅助用水系统。海水环境涂层系统为PLE类涂层系统,其涂层系统应具备耐磨性、耐微生物性和耐阴极剥离性能。
失效案例
(1)粗/细格栅海生物污损。国内B核电站每次大修期间对CFI系统维修,都发现粗隔栅和细隔栅被海生物和垃圾堵塞。
由于海生物不能有效去除,有时还造成海生物在旋转滤网墙壁和SEC进水母管附着生长,甚至导致SEC/RRI热交换器进出口压差高而报警。粗隔栅与细隔栅材料都是316L,表面涂装防污涂层:磷化底漆Interprime 539+ 防污连接漆Vinyguard S'G88+浅红色无锡自抛光防污漆A/F Seaquantum Ultra.调查发现涂层粘附牢固,但是涂料颜色已由原来的深红色变为粉色,涂层出现明显老化现象,涂料逐渐失去防污效果;这是造成堵塞的重要原因之一。
(2)旋转滤网辐条涂层鼓泡。国内B核电站旋转滤网投入运行后,在第一次大修时就发现滤网辐条涂层鼓泡,设计涂层为ETOKAT黄色底漆+IMERIT LK面漆,当时尽管对鼓泡部位进行了打磨补漆工作但在往后的大修里还是发现了涂层大量的鼓泡,见图3。
第10次大修对鼓泡的涂层采用环氧煤焦沥青漆进行满刷修补处理,替代了设计涂层。之后电站又采用1nterzone 954涂料对旋转滤网进行了全面的防腐处理,但结果发现辐条涂层的鼓泡现象仍然大量存在。
经调查,辐条出现大量鼓泡现象有下面几个原因。首先防腐打磨表面处理后表面粗糙度达不到涂装要求。由于历次修补过程中,只是用手动工具对原有辐条表面进行处理,没有采用喷砂,表面粗糙度和除锈等级可能达不到标准要求,涂层附着力严重偏低。其次受工期的影响,新刷上去的涂层干燥时间不够,油漆没有完全干透就充水,也可能是导致涂层鼓泡的原因之一。再有就是受外加电流阴极保护的影响。对旋转滤网来说,当外加电流阴极保护的保护电位向负漂移出保护范围,即小于一100mV(相对于锌阳极)的时候,对覆盖在辐条上涂层会产生电化学起泡和阴极剥离作用。尽管Interzone 954涂料有很强的防阴极脱离性,但这种复杂的使用环境,根据不同的电流分布选用何种涂层的问题仍须研究及探讨。
露天环境
涂料选用
含有大量的氯离子是海洋大气有别于内陆大气的一个特点,根据GB/T 15957一1995《大气环境腐蚀性分类》标准中定义。海洋大气环境中有大量的氯离子,具有很强的腐蚀性,研究表明海洋大气比内陆大气对钢铁的腐蚀程度要高4~5倍。尤其是在雨季,雨水及氯离子等腐蚀性介质容易腐蚀这些露天的设备,晴天时,这些露天设备长期受到紫外线的照射,更容易造成涂层老化破损。国内核电露天环境是典型的海洋大气环境选用的涂层系统为PEC。常用涂料有环氧涂料、聚氨酯涂料、环氧酚醛涂料、醇酸漆、漆酚、环氧沥青等。
失效案例
2005年10月,对国内B电站VVP主蒸汽系统管道进行了腐蚀检查,发现VVP系统主蒸汽管线跨越NX核岛厂房和MX汽机厂房的三根主蒸汽管道,在拆除保温后其表面涂层呈粉状,且脱落严重,对管道的保护效果已经很小,见图4。
调查发现管段表明虽然有保温层,但是遇到下雨天气,雨水很容易透过保温层很到达管道表面,造成湿热环境。管道表面选用涂料为Solvalitt,是一种基于有机硅丙烯酸树脂的耐热涂料,该涂料可耐400℃高温,涂料耐热性符合要求,但长期的湿度变化以及高温环境下,涂层的粉化程度及老化速度加重,涂层与金属基体界面的附着力降低的同时,自身的防护能力也在丧失。相关研究表明,涂层的湿附着力降低是决定涂层失效的重要原因之一。
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