核电站化学水处理过程中的腐蚀与防护

侯琳 李洋

中国核电工程有限公司华东分公司 浙江嘉兴 314300

每个用户在用水的过程中都需要不同的水质，因此核电站的日常工作中要负责将化学处理工作应用到原水当中，使之产生不同的水质，来满足人们的需求。经过化学处理过的原水，会通过不同的分配运输到各处用户之处。过滤天然水、混凝沉降符合砂滤是处理水的基本过程，经过处理过后就能够产生不同质量的用水来供生产和生活使用。交换阴阳离子就能够将生产用水转换成脱盐水，电站的每个部门都需要应用这种脱盐水。因此加强核电站的化学水处理是非常重要的。

1 核电站化学水处理过程中出现腐蚀的种类

1.1 酸腐蚀

次氯酸钠、盐酸以及FeCl3溶液是酸腐蚀的三种类型。次氯酸钠在三中腐蚀当中的腐蚀性是最强的，这是因为普通的酸腐蚀只是针对不锈钢和碳钢而言的，此时人们可以用橡胶和树脂等来代替不锈钢和碳钢，然而在面对次氯酸钠的时候，橡胶和树脂也是能够被轻易的腐蚀的；核电站在进行建造的过程中使用最多的材料就是混凝土构筑物和不锈钢及碳钢等，然而这些建筑材料是极易被盐酸进行腐蚀的，因此在进行建造的过程中为了避免盐酸的腐蚀，在靠近盐酸的工作场所做好墙体、地面及设备抗腐蚀处理；由FeCl3+3H2O→Fe(OH)3+3HC可以看出盐酸和氢氧化铁会在水解FeCl3后生成，腐蚀设备的现象就是由于盐酸的生成而产生的，因此从腐蚀机理方面来讲FeCl3是大致相同的，然而腐蚀程度是由于溶液中的酸度浓度的差异而有所不同。

1.2 碱腐蚀

聚合物、氨液和NaOH是进行化学水处理过程中产生的碱性物质。然而产生碱腐蚀是需要较高温度的，如果化学水处理过程中温度没有五十摄氏度，再高浓度的这三种碱性物质也无法实现腐蚀。然而我们也因该及时考虑到会增强碱性腐蚀的情况，以便于在工作中做好预防工作。首先，Cu+NH3+1/2O2+H2O→Cu(NH3)n2++2HCl，该公式表达的是氨、氧和铜之间在黄铜被氨液腐蚀的过程中产生的反应，根据实验表明该腐蚀现象会产生铜氨络合离子，这将会促使铜始终不断的被NH3所腐蚀，同时还会造成应力腐蚀开裂现象发生于铜部件被拉应力作用的情况下。其次，混凝土被碱腐蚀。硅酸钙是水泥中的重要成分，当硅酸钙与碱相遇时，就会导致氢氧化钙的产生，而这种物质具有较低的粘结度，同时还会生出硅酸钠。当混凝土被碱腐蚀过后，一些化学生成物随着反应而生成，他们会与外部液体一样被消耗，导致混凝土不再具有原有的强度；还会生出一些较大体积的粘结强度地的化学反应产物，会导致鼓胀开裂现象存在于混凝土当中，这种现象会导致建筑内部的钢筋与混凝土相脱离[1]。

1.3 大气腐蚀

核电站在进行化学水处理的过程中会有部分液体发生飞溅的现象，同时在湿度较高的环境当中也会使腐蚀现象发生在金属设备的外面，伴随着仪器和设备长时间的使用，腐蚀现象也会越来越严重，金属设备的外表有层状锈层的产生，当金属设备变得越来越薄，导致其难以支撑原有的工作强度，该设备就会被停止使用。

2 耐腐蚀性材料的研究

2.1 混凝土构筑物

首先，毛细孔、未水化的内核和水和铁酸钙、水合铝酸钙等是一般硬化后的硅酸盐水泥的重要组成部分，其中还包括NaOH和水合硅酸钙凝胶，他们的比例分别为百分之二十和百分之五十五左右；其次，具有相应溶解度的盐会在氢氧化物与酸及水泥水化后的固化物铝酸三钙相作用而生成。抗压强度高和较低的拉伸强度使混凝土的重要特点，因此要将钢筋应用到混凝土当中，促进二者之间的融合，以此来将混凝土的拉伸强度提升。要想能够完全保护钢筋，就要保持混凝土的pH值始终高达于12.5，同时要充分考虑到混凝土构筑物破坏的加快会在钢筋由于混凝土的腐蚀而暴露的情况下。

2.2 金属材料

大气中的金属很容易出现锈层，能够有效抑制腐蚀金属的速率，然而不能够运用一般的碳钢锈层，而要使用加入合金元素Cu、P等合金元素的碳钢锈层，才能够使防腐蚀效率达到最高。大气中的不锈钢具有较高的耐腐蚀性，而Crl3型不锈钢由于含有较少的铬使得锈蚀现象仍然很严重。在各种金属当中，在大气中耐腐蚀性最高的金属要属锌，产生这种现象的主要原因是含水的盐基性碳酸锌覆盖在锌的表面。所以，将金属锌涂抹于碳钢的表面，能够有效提高碳钢的耐腐蚀性，尤其是耐大气腐蚀性。在将碳钢表面喷涂锌之前，一定要保证碳钢表面具有一定的粗糙度[2]。

2.3 非金属材料

橡胶和玻璃钢设备是在同盐酸介质接触较多时常使用的材料。将树脂和玻璃纤维相结合就能够构成玻璃钢设备。树脂具有较高的抗腐蚀性，这是导致玻璃钢抗腐蚀性较高的主要原因。能够具有较高的抗酸和碱腐蚀性的是环氧树脂。传统的核电站在进行抗盐酸的过程中常常使用双酚A聚酯和环氧树脂，然而现阶段人们研制出具有更好耐酸腐蚀的物质，那就是乙烯基树脂，同时温度越高耐酸性越好的要属酚醛树脂。

3 结语

伴随着科学技术的不断发展，核电站进行化学水处理能够充分满足人们工作和生活的需求。因此，要及时加强化学水处理过程中的各项工作，对于容易产生腐蚀的现象和设备，应加强研究，针对腐蚀程度的高低进行定期的检查，运用不易被腐蚀或耐腐蚀性强的材料替代易被腐蚀的材料。加强核电站化学水处理过程中的腐蚀防护措施，对于促进我国核电站的不断发展，和满足人们生产生活的需要具有重要的意义。