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核电站大气腐蚀相关工作现状

2022-09-26
我国核电站的建设与运行过程中陆续开展大气环境腐蚀性监测与评估等各项工作,主要包括两个方面,第一为材料在大气环境下的腐蚀行为及大气腐蚀性分级;第二为大气环境中氯离子、二氧化硫等污染物的测定与分析。


国内各核电站在厂址环评、可行性研究及初步设计阶段均会编写《厂址有关设计数据》,文件气象数据中有大气腐蚀性测定,包括:累积法氯离子浓度(沉降量)、瞬时法氯离子浓度、除水中氯离子浓度、二氧化硫(硫酸盐化速率)等。文件仅提供相关数据,且各电站污染物及测定方法也有差异。公开资料查明除红沿河核电站其他电站均未按照GB/T 19292大气腐蚀性分类标准评价各电站大气腐蚀性分级。


上世纪90年代,秦山核电现场对不锈钢及其焊接样品、碳钢、铝及镀锌钢板等材料进行了0.5、1、1.5、2.5、3.5、8.7年等不同周期的大气腐蚀试验与检测。定期监测大气环境条件。样品的外观变化并分批取样,对材料的均匀腐蚀、局部腐蚀进行了检测分析、用电子探针、X光电子谱仪、中子活化分析等手段对样品表面及腐蚀产物形貌、氯、硫等有害物质含量进行了分析比较[11]。


2004年,我国首座大型商用核电站大亚湾核电站完成大气腐蚀性污染物样品的检测与分析, 得到了电站大气环境中污染物浓度和含量。本次大气腐蚀性分析是我国首次对核电站大气中腐蚀性污染物的定量检测。通过对检测数据的对比分析, 得出了大亚湾核电站地区氯离子和二氧化硫浓度的年平均含量和峰值[12]。


2005年,田湾核电站开展大气腐蚀性检测与评估项目,针对滨海核电站大气中主要腐蚀性阴离子进行环境监测。研究结论表明:大气中阴离子浓度有明显的季节分布特征Cl-、SO2平均浓度在夏季较高、冬季较低,NO3-浓度在秋冬季较高、夏春季较低。大气中阴离子的浓度变化与气象因素有一定关系,海风、适宜的温度、湿度和风速均会造成大气中阴离子含量增加[13]。


2006年,在红沿河核电站建设初期,根据国家自然环境腐蚀野外科学观测研究站网的《空气和废气监测分析方法》,采用累积法监测红沿河地区大气中Cl-和SO2沉降率,大气氯离子腐蚀等级为S1级;大气SO2腐蚀等级为P2级。通过大气暴露试验获得典型金属材料的1年大气腐蚀数据。对红沿河地区大气腐蚀性进行分级,判定红沿河地区大气腐蚀性为C3-C4级。


2008年,台山核电站建设初对大气和降水中的氯离子和二氧化碳的含氧量以及降水中pH值,测定环境中氯离子和二氧化硫等腐蚀污染物的含量、变化范围及规律,结果SO2瞬时样和累计样明显高于其他核电站,氯离子的变化规律为夏低冬高,且降水中含有腐蚀性极强的氯离子。


2014年,红沿河核电站针对核电站常用金属材料(碳钢、镀锌钢、不锈钢、铜等)进行红沿河现场大气暴露试验和实验室模拟加速腐蚀试验,同时还投放一些模拟现场实际工作状态的试样,如受力件和偶接件等。结合红沿河核电厂现场大气腐蚀情况,建立有效的室内加速腐蚀试验方法来模拟红沿河现场大气腐蚀,并讨论了红沿河核电站使用的典型金属材料大气腐蚀试验与实验室模拟相关性。


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