核电厂设备油漆防腐技术和管理体系优化探讨

江 锋

(中核核电运行管理有限公司，浙江 海盐 314300)

腐蚀是材料与环境间的物理——化学相互作用，使材料的性能发生变化，导致材料、环境或由它们作为组成部分的技术体系的功能受到损伤；防腐是人为地对腐蚀体系施加影响，其结果是避免或延缓材料、环境或由它们作为组成部分的技术体系的功能受到损伤[1]。在不同的环境下，材料腐蚀有各种各样的表现形式，针对这些表现形式和发生的环境开发出了无数种应对腐蚀问题的方法和技术。在这些技术中，最常见、最容易实施、最快见到效果的防腐蚀方法，就是油漆防腐。油漆被比作“工业的外衣”，油漆防腐工作在工业生产中占据着巨大的比重。

在核电厂，油漆防腐工作占据了日常防腐工作的绝大部分工作量，涉及到技术管理、质量管理、安全管理、人员管理等各方面，是核电厂不可忽视的一项重要且需要在管理上不断提升优化的工作。本文将以中核核电运行管理有限公司秦山第三核电厂(简称“秦三厂”)重水堆机组的设备油漆防腐工作为研究对象进行分析和讨论。

1 秦三厂油漆防腐技术体系的优化

1.1 秦三厂原设计的油漆防腐技术体系

油漆材料品牌以国际知名品牌为主。秦三厂2台CANDU 6型重水堆机组采用的是源自加拿大的重水堆技术，在设备油漆防腐技术体系上也沿用了加拿大重水堆相关的技术方案体系。在电站设计方提供的设备涂装技术规格书中提供了可用的油漆品牌，以国际排名靠前的油漆品牌为主，包括：Carboline，Ameron，Sigma，Hempel，International，Sherwin Williams，以及其他经认可的供应商提供的材料。技术规格书对于不锈钢材质表面的涂装油漆也有明确的卤族元素、硫、低熔点金属含量的要求。这些品牌和技术要求完全满足秦三厂厂房内外各种环境金属设备外部防腐涂装要求。

涂装面漆色系固定。在设计方提供的原始技术规格书中，以包含1 400余种颜色的Munsell色系为标准，规定了各类介质管道、设备、支吊架等涂装的面漆颜色，给出的色系表示方法也是Munsell色系的专用表示法，如紫色系的“2.5RP 5/12”是重水管道外表面标志性颜色，深蓝色系的“2.5PB 3/6”是氢气管道外表面标志性颜色。

管道流体标识和特殊问题处理要求明确。对于管道等的标识色和标识方法，技术规格书也给出了相应的要求，例如：管线(视温度)应通过合适颜色编号的油漆面漆或彩色胶带来进行识别和分类，可以进行全漆涂刷，或者也可以是油漆或胶带色环来进行标识。大多数管线应该有一个主颜色来表示所传输的流体，而次要颜色来表示所传输的液体是否是危险的，次要颜色永远是油漆色环或胶带色环的形式。如果主识别色是由油漆色环或胶带色环，二次鉴定将是由在主要颜色带上的较窄的油漆色环或胶带色环的颜色判断。嵌线的部分不需要涂刷，但任何裸露出来的管线等必须涂刷。同时还给出了一些特殊情况的处理方式，如：碳钢或铸铁阀门、过滤器，在非绝缘系统中的附件涂刷与相关管线相同的颜色，若涂刷工作可能干扰一个组件(如阀杆)的操作时，则不涂刷。不锈钢管道和镀锌管道不涂刷油漆，所传输的液体应通过适当的胶带式色环来标定。在这种标识要求下，秦三厂设备管道的面漆颜色均得到良好的处理，但不使用油漆色环或胶带色环的标识方式，而使用全漆涂刷标识的方式，这种处理原则沿用至今。

1.2 秦三厂商运以来油漆防腐技术体系

因油漆防腐施工承包商多数是采用包工包料的承包形式，承包商自备其代理或使用的品牌油漆用于施工。因此，多年来，随着承包商的更替，秦三厂使用的油漆品牌及技术方案等也频繁更替。秦三厂商运以来，设备油漆防腐技术体系具有以下特点：

1)油漆材料品牌频繁更替，不可避免。2014年以前，秦三厂油漆防腐承包商使用上海开林造漆厂生产的开林品牌油漆，属于经认可的供应商提供的油漆材料，施工承包商也不归属技术部门管理，技术部门仅负责现场质量管理。2014年起，油漆防腐承包商划归技术部门防腐专业管理。为强化质量控制，参考原设计的油漆防腐技术规格书中明确的油漆品牌，通过合同外委技术规格书的形式，明确要求承包商使用International油漆，对有耐辐照要求的厂房区域内设备要求使用Carboline耐辐照系列涂料。2017年起因合同采购方式及承包商变化，又陆续采用了PPG系列、国内中海油常州环保涂料有限公司的涂料、欧美龙湿固化涂料等。限于服务采购的管理要求，油漆材料品牌在每次合同执行中仍可能不断变化，这种情况不可避免。

2)油漆配套方案逐渐丰富。涂层或涂覆系统外部应用工艺必须具有良好的耐候性，暴露在室外环境中的涂层不易褪色。环氧涂料并不适合作为外表面面漆，而应该优先使用聚氨酯类涂料。因此，秦三厂的油漆方案中，常温大气环境下，底漆以环氧富锌类为主，中间漆以环氧云铁类为主，面漆以聚氨酯类为主；潮湿环境甚至浸水环境下使用低表面处理要求的油漆底漆，或者直接使用同一类可湿固化的涂料全程涂装，不区分底漆、中间漆和面漆，如现用的欧美龙湿固化重防腐涂料；有耐辐照要求的区域，经耐辐照性能确认后使用阿沃德系列耐辐照底漆和面漆；部分室内区域有工作人员常驻，逐步使用了环保无味的水性涂料。总体而言，室内外大气环境下的设备外部油漆防腐方案的涂料类型基本与原设计要求的方案保持一致，并结合实际需求和涂料技术发展变化引入了更合理的涂料及施工方案，逐步丰富的方案也为后续的技术管理提供了更多的借鉴参考。

3)涂装面漆颜色色系多样，但逐渐固化。随着油漆防腐承包商单位多次变化，不同承包商所使用的面漆色系不尽相同，当前国内外各大油漆品牌几乎都不使用Munsell色系，而使用Ral经典色系较多，比如International系列、PPG旗下的Sigma与Ameron系列等均采用Ral经典色系。因此秦三厂设备防腐油漆色系从原设计的Munsell色系，依次采用过国标色系(GSB05-1426—2001)、Ral经典色系，部分耐辐照涂料也采用过Carboline色系，防海生物污损的涂料也使用了Hempel色系。目前使用的涂料结合设备原色多采用Ral经典色系。各色系的表示方法见表1。

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

综上可见，在多年的生产实践中，因合同承包商的不断变化，核电厂设备油漆防腐使用的材料品牌、型号、类型、色系等均会不断变化。相对而言，防腐底漆和中间漆因有面漆覆盖，在保证材料性能和施工工艺的前提下，对设备防腐管理和厂房环境管理的影响相对较小；而防腐面漆因直观可见，颜色多变，加上承包商使用材料品牌相应色系的多数无对应关系，在使用时只能凭肉眼分辨，尽量使用相近的颜色，或根据现场设备现状确定是否更改颜色并确定使用何种颜色面漆。可见即便符合技术规格书技术要求的油漆品牌，所使用的色系也不尽相同，往往带来颜色选择的困难，给设备颜色统一管理和厂房环境管理增加了不少的难度。近几年因承包商使用的涂料都是Ral经典色系，通过日常厂房整治以及对油漆防腐工作进行完整的记录保存，逐步实现设备管道等面漆颜色规范和统一。

2 秦三厂油漆防腐管理体系的优化

2.1 核电厂设备防腐管理四大原则

在核电厂设备防腐管理上，秦三厂提出了防腐管理四大原则：全面腐蚀控制、防腐工作适度、纠正性和预防性结合、特殊问题专项管理[1]。这四大原则不仅适用于秦三厂重水堆核电机组，在其他堆型的核电机组同样适用，实际上国内多数核电厂基本上已经采取了相同或相近的油漆防腐工作管理原则。

(1)全面腐蚀控制原则

核电厂是典型的以设备为基础的工业企业，各个系统设备都会遇到各类腐蚀问题，绝大多数系统设备在设计、制造、储运、安装、使用、维护等各个环节都会发生因表面防腐涂层损坏/老化等原因导致的金属基体腐蚀现象，常规的解决的方法多是以修复裸露基体并在其表面进行涂层保护为主。因此，油漆防腐管理需满足全厂范围内所有需油漆防腐的设备(不含刷漆影响其功能的设备)处于各个阶段的各类需求，调动设备管理和维护专业的全部人员参与，做到全面管控。

(2)防腐工作适度原则

核电厂油漆防腐并不是完全覆盖所有设备部件及材料，对于影响检修的部件如螺栓杆则不进行防腐涂装作业，对于铜、不锈钢等材质和表面镀锌件也不进行防腐作业。另外，根据设备的实际状态，并不是只要有外表面腐蚀问题或防腐层损坏就必须执行油漆防腐，一般较轻微的腐蚀或不影响设备外表整体状态的防腐层缺陷，不需要立即处理。

(3)纠正性和预防性结合原则

油漆防腐主要针对的是设备表面大面积的涂装，防止的腐蚀类型主要是表面均匀腐蚀，而均匀腐蚀通常具有较低的腐蚀速率，因此油漆防腐工作主要是预防性维修，在设备未出现影响运行的腐蚀缺陷时消除已经发生的腐蚀问题，避免腐蚀缺陷扩展进而威胁设备安全。针对不同程度的腐蚀问题，需采取不同的防腐策略：明显影响设备外观、外形尺寸的腐蚀问题，应及时全面修复；影响较轻的，可根据实际情况采取局部修复，或在不影响设备安全运行的前提下，可保持现状，允许存在局部的防腐层缺陷。

(4)特殊问题专项管理原则

常规的设备油漆防腐一般是以解决金属在大气(常温或高温)、潮湿、土壤、辐照、腐蚀性气氛等环境下的腐蚀问题，使用相应的防腐蚀涂料基本上都能满足需求。但涉及到环保、防海生物、防晒等不以防腐蚀为主要目的的特殊需求时，需要使用的涂料则需单独考虑。比如：有工艺系统设备或管道存在的人员常驻的实验室、值班室、主控室等，必须使用水性环保涂料来消除一般工业涂料施工带来的人体健康影响；有海生物附着的水下设备需要使用具有防污效果的涂料以减少海生物附着带来的腐蚀，如无锡自抛光防污涂料；而对于室外的电缆套管等，为保证电缆的寿命，需对镀锌的电缆套管特别涂装防晒涂料以降低套管内部温度，减缓电缆表层的高温老化，保证其设计寿命，如凉凉胶隔热漆。

2.2 防腐施工承包商管理优化

(1)油漆防腐工作存在的常见管理问题

一般情况下，设备外表面油漆状态的好坏，不会影响到核电厂设备的安全稳定运行，主要影响现场环境。因此，包括重水堆在内的国内多数核电厂对油漆防腐施工并没有引起足够的重视，甚至多数人可能还停留在“刷油漆就是涂涂抹抹”的低层次认知水平，这就造成从上至下在各方面管理上都忽视这一重要工作的局面，对承包商的要求较低，出现各种问题。这些管理上的不足，在核电行业较为普遍。

人、机、料、法、环，是全面质量管理理论中的五个影响质量的主要因素，其中人的因素是最主要的。油漆防腐施工，素有“三分工艺，七分手艺”的说法，可见施工人员的技能水平比材料性能更能影响油漆防腐施工的质量。尤其是防腐涂装前的表面预处理受人员技能水平影响最明显。80%～90%的涂层提前失效是由于不正确的表面预处理，因为在这些表面预处理过程中，污染物残留在基体表面[2-3]。但实际工作中，油漆防腐施工人员专业技能素养良莠不齐，且多数都是中学文化水平，年龄相对较大，学习能力和动力有限，很少有多年从事专门的油漆防腐涂装作业的人员，多数人对油漆防腐施工的基本工艺要求都是一知半解，模糊不清，对防腐涂装的除锈等级、涂装均匀性及涂层附着力、厚度控制、涂装缺陷识别和处理、外观质量检查等专业术语和要求的理解就存在更大的困难。这种普遍现象极大地影响了油漆防腐施工的质量。

承包商单位习惯于墨守成规，在保证材料性能满足核电厂技术要求、劳保用品符合国家标准或行业标准时，为实现利润最大化，都会采取使用低层次工人、配备最低要求数量的人员等方式来尽量压缩人力成本，同时使用低端工具来降低机器及配套耗材等固定资产的投入，这又进一步加剧了人员技能素质低下的问题，甚至还带来降低工作效率、增加安全生产隐患的风险。在这种局面下，核电厂管理部门也没有充分的依据强制承包商单位作出跨越式的改进提升，充其量只能从要求承包商提高工作效率和安全管控措施的角度提出改进要求，督促承包商加强内部培训、考核等，但实际上也收效也并不理想。

(2)核电厂在油漆防腐承包商管理上的改进

面对上述情况，秦三厂防腐管理部门从“人机料法环”多处着手进行承包商管理提升。

人员基本要求方面，从服务采购阶段即明确承包商人员的素质要求，例如：配备高水平的主要技术员，一定比例的施工人员具有“防腐蚀工”等行业主管部门认可的技能资质证书，一定比例的人员具有一定年限油漆防腐施工的工作经验，对项目组人员一般要求高中或中专以上文化水平、年龄55周岁以下等。从这些方面可以尽量保证入厂人员具有相对较高的起点。现场一线人员实行以老带新，可避免出现大量新人导致工作质量低下的情况，在后续的人员管理和质量管理上也能减少很多不必要的麻烦。更进一步地，鼓励各单位建立自身价值观、事业观，宣贯乐业精神，鼓励肯定作业人员工作成果，建立合理的奖惩机制。

施工工器具方面，承包商单位需对自身工作合理评估并准备实用且齐全的工器具，如有不适用的及时进行改造或更换，定期有专人跟进与评估，保障工器具有效性与实用性；秦三厂引导承包商单位的主要技术人员进行施工工艺和工器具的改进，比如一般需要人工计时的涂料配比工序，可以改用具有计时、限速功能的搅拌器，或者对已有的搅拌工具进行改进增加计时、限速功能装置来代替人工控制，减少人为因素造成的偏差；另外，一些特殊需求下常规的工具不满足使用需求时，秦三厂和承包商联合进行设备研发或改进，成功之后申报专利，如此也能提高承包商单位参与的积极性。

油漆涂装技术方案方面，依据秦三厂现场的涂装要求，结合承包商使用的具体材料技术特点制定确定的配套方案，并以施工程序文件的形式将施工的全过程进行明确，包括材料的准备和确认、现场的条件确认、防腐施工中表面处理等级和涂装工序等技术要求、完工质量检查、现场管控等每一步的做法和要求。如此，即便没有做过或习惯不一样的工作人员也可以依照规程将工作规范完成，避免因施工人员工作素养差异造成工作出问题。这样就从“料”和“法”的维度实现了全面控制。

现场工作环境方面，秦三厂推行防腐作业6S管理，从人员着装、工器具现场摆放、工作现场布置、现场周边环境保护等明确管理要求，强化人员行为管控，使承包商单位人员逐渐形成工作习惯。好的习惯也促进工作质量和安全管理的提升。另外，秦三厂设立安全隐患排查机制，日常期间隐患的他查和自查比例达到1∶2，大修期间隐患的他查和自查比例达到1∶1，并对多次出现的隐患进行人员考核，把防人因工具落到实处，将安全隐患清除。

在上述多个途径的管理改进下，逐渐改变了秦三厂设备油漆防腐工作的整体形象和印象。尤其是室外大型设备的防腐工作，在努力做到现场布置整齐、施工规范、质量高、外观令人赏心悦目后，自然就容易体现出油漆防腐工作的价值，并得到各方面的重视。这些管理改进，多数已经借助防腐管理部门机构调整在秦山地区9台机组设备油漆防腐工作中实施，也可以作为国内其他核电厂的改进参考。

3 结论

核电厂的设备油漆防腐，涉及核电厂绝大多数区域和设备，施工时往往需要执行多道工序，是一项非常繁琐的日常维修工作。建立核电厂设备油漆防腐技术和管理体系，是为了将维护核电厂设备使其在寿期不因腐蚀问题而产生失效的工作进行全面统筹规划、把细节落到实处，保证防腐效果。核电厂运行期间，应结合多年工作的总结分析，从人机料法环等各方面不断优化油漆防腐技术和管理体系，将体系中不足之处加以弥补改进，将缺失的部分加以增补，将有争议的部分加以详解，使防腐技术充分得到应用，管理手段更加贴合实际且提高现场工作效率和质量，为核电厂安全稳定运行设立坚实的屏障。秦三厂重水堆机组在电厂设备的油漆防腐中已经进行了多年持续改进，这些改进对其他堆型的相关工作具有重要的借鉴意义。