核电厂调试期鼓形滤网腐蚀防护

张福兵 代 晶 孙风庆

（中广核工程有限公司，辽宁 大连 116000）

0 引言

滨海核电站通常使用海水作为核岛和常规岛的最终冷源，将各种设备和构筑物产生的热量最终带入大海。但是由于海水的盐分及氯离子含量高，导致海水的腐蚀性很强。海水中的氯离子及空气中的氯离子一直都在侵蚀着各类管道，其腐蚀问题给负责海水过滤的鼓形滤网系统带来了极大的腐蚀隐患。

根据滨海核电厂鼓形滤网运行规定，对于鼓形滤网防腐外加电流阴极保护系统年累计停电时间不应大于72h。外加电流阴极保护系统（CPA）在调试阶段通常使用的是临时电源间歇性的停电时间大大超过这一规定值。目前国内各大在建核电项目均出现了调试期间的鼓形滤网腐蚀问题，机组停运状态下行进行的腐蚀修复、设备更换会消耗大量的资源和投入，国内针对这一问题没有成熟的解决方案。

图1 鼓形滤网锈蚀

图2 鼓形滤网防腐层脱落

经过对现场情况的多次调研结合专家的意见，通过与设备生产厂家合作成功研发出适用于核电站的牺牲阳极阴极保护系统，并应用于中广核红沿河核电厂现场。

该系统利用牺牲阳极阴极保护原理，主要包括：鼓网腔室两侧各6支牺牲阳极组、接线箱等。牺牲阳极由芯钢棒和铝合金体组成，目前铝合金牺牲阳极主要有三类：铝-锌-汞系、铝-锌-铟系、铝-锌-锡系。由于铝-锌-汞系合金在使用时会污染海水环境，我国不生产也不应用这类牺牲阳极，铝-锌-锡系合金主要应用在近海平台和船舶上，而铝-锌-铟系合金由于其较好的电化学性能和电流效率，在海水中应用较广，经过仔细对比后选择了此类合金作为牺牲阳极。

铝合金牺牲阳极的驱动电位比较低，可以避免出现类似镁阳极驱动电位高导致的高强钢氢脆、油漆鼓包等保护风险。牺牲阳极安装之前，检验人员首先抽验，取样分析，铝合金阳极化学成分是否满足我国石油天然气行业标准SY/T0019-97的要求，同时测量牺牲阳极开路电位是否达到标准值。并对表面进行外观检查。施工前使用钢丝刷或砂纸清除表面的氧化膜和油污。阳极导线与阳极钢芯采用了铜焊或锡焊连接，并检查其防腐绝缘，焊接后为剥皮的电缆端接应于钢芯用尼龙绳捆扎结实，阳极焊接端和底端两个面应采用环氧树脂绝缘，以减轻阳极的端部效应。

接线箱采用防护等级IP67以上的防水聚碳酸酯材料，内安装有7个接线端子的铜牌，将6支牺牲阳极汇接，单独用1根电缆将汇接铜排和鼓形滤网轴承座禁锢螺栓相连接。

通过对加装临时牺牲阳极系统后的海水电位进行了持续监测，鼓形滤网腔室内海水的电位负向位移100mV以上，说明牺牲阳极有效起到了阴极保护的作用，减轻了海水给设备带来的腐蚀。临时牺牲阳极阴极保护系统在核电站鼓形滤网调试期间现场无法供电时，能够对鼓形滤网进行腐蚀防护，效果显著，确保在工程建设阶段循环水系统鼓形滤网能够安全、稳定运行。

图3 临时牺牲阳极阴极保护系统原理图

图4 牺牲阳极与鼓网轴的接线

图5 临时牺牲阳极接线盒

这种基于不外加电流法的阴极保护可以在工程调试阶段对保护结构物的防腐提供良好的补充，在国内是首创。根据核电站工程建设的实际情况，创新性地提供一种临时牺牲阳极阴极保护系统，可以有效解决阴极保护系统调试期间由于系统运行不稳定导致鼓形滤网腐蚀问题。通过我们长期观察事实证明牺牲阳极阴极保护对防止海水中钢结构的腐蚀具有良好的效果。可以与外加电流法阴极保护系统形成互补，最大可能的杜绝调试期间造成鼓网腐蚀的质量事件的发生。

1 结语

使用的牺牲阳极寿命约1年左右，刚好满足核电站机组调试的时间要求，且结构简单、拆装方便。同时该系统不会对已有的外加电流阴极保护系统产生干扰，在多个项目应用后取得了预期效果。