據(jù)央視新聞報道,當(dāng)?shù)貢r間8月24日13時,日本福島第一核電站啟動核污染水排海。
核電站是一個非常復(fù)雜的場所,不同區(qū)域?qū)τ诜栏g涂料的要求也不盡相同。通常對核電站的不同的部位要進行系統(tǒng)化的編號。核電站防腐蝕涂料的系列代號以及適用范圍分別如下:
其中,有核級特殊要求的涂層體系主要為PIC和PID。用于安全殼內(nèi)涂料(PIC)要求通過耐輻射性、去污性和設(shè)計基準(zhǔn)事故試驗。用于核輔助廠房(PID)涂料要求通過耐輻射性和去污性;其它部位的涂料與常規(guī)電廠的要求沒有太大區(qū)別。
一、核電站專用涂層的分布
二、核電涂料涂覆對象和運行環(huán)境
三、核電專用涂料適用法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)
核電專用涂料由上層文件、標(biāo)準(zhǔn)、執(zhí)行文件三部分組成。
世界范圍內(nèi)主要由美國和法國兩套體系。美國體系由上層文件NRC1.54+ASTM標(biāo)準(zhǔn)+執(zhí)行程序組成;法國體系由RCCM F5300+NF標(biāo)準(zhǔn)+可執(zhí)行文件。
中國核電專用涂料標(biāo)準(zhǔn)以秦山一期、秦山二期涂層技術(shù)的成功應(yīng)用為前提,提出核電專用涂層的EJ標(biāo)準(zhǔn),見下表。
1、核電站涂層適用EJ等標(biāo)準(zhǔn)
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30萬千瓦核電廠管道系統(tǒng)標(biāo)色規(guī)定 |
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30萬千瓦核電廠二級泵、三級泵涂裝工藝技術(shù)條件 |
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30萬千瓦核電廠安全二級、三級壓力容器油漆、包裝和運輸條件 |
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30萬千瓦核電廠核設(shè)施防護涂層質(zhì)量保證 |
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30萬千瓦核電廠安全殼內(nèi)設(shè)施、設(shè)備防護涂層 |
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壓水堆核電廠用涂料漆膜在模擬設(shè)計基準(zhǔn)事故條件下評價試驗方法 |
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壓水堆核電廠用涂料漆膜耐化學(xué)介質(zhì)的測定 |
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壓水堆核島機械設(shè)備設(shè)計和建造規(guī)則 |
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核電廠反應(yīng)堆安全殼系統(tǒng)的設(shè)計 |
用于完全殼內(nèi)涂層體系的3個特殊試驗及要求如下:
(1)DBA(Design Basis Accident設(shè)計基準(zhǔn)事故)/LOCA(loss of coolant accident失水工況模擬試驗)
按EJ/T1086-1998方法b進行。
DBA/LOCA主要為了考驗涂料的耐高溫噴淋液體的性能。在事故工況下,如果保護涂層的脫落可能堵塞流體管線、泵和回流噴水系統(tǒng),妨礙噴淋,將對異常情況處理造成很大危害。
核島的環(huán)境特點是:正常條件下,核島內(nèi)空氣中腐蝕性離子較少,溫度保持恒定,涂層劣化的主要途徑是人為損傷和輻照作用;異常條件下,如核島內(nèi)管道發(fā)生破裂,管道內(nèi)充滿的高溫高壓蒸汽瞬間能使核島局部達到約300℃、16MPa。因此核電防腐涂料應(yīng)重點考慮的是對島內(nèi)適用涂層滿足在異常條件下的使用要求。此外,根據(jù)ALARA原則(所有輻射劑量應(yīng)保持在可合理達到的盡可能低水平),核島適用涂層還應(yīng)具備較低表面處理條件下的可維修性。
(2)去污試驗
按EJ/T1112-2000進行,此外涂膜經(jīng)打磨、濕熱老化試驗,對某些區(qū)域內(nèi)的涂膜經(jīng)耐液體試驗后再進行去污試驗。驗收要求為去污百分比不低于85%,玷污敏感率不大于20%。
核電站燃料元件,堆內(nèi)構(gòu)件等在事故情況下,有時會發(fā)生泄露造成放射性物質(zhì)對有關(guān)設(shè)備設(shè)施的污染。燃料元件在輔照后檢驗系統(tǒng)的設(shè)備污染也很嚴(yán)重,放射性塵埃,裂變氣體在設(shè)備表面的吸附等,都會對現(xiàn)場工作造成放射性輻射,要現(xiàn)場排除故障前,要先進行去污,使放射性劑量水平降低到一定的允許值。需要具有去污性能的地方如混凝土表面和混凝土槽內(nèi)襯里、及輻射區(qū)域內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)表面,使用的涂料有胺固化高分子量環(huán)氧涂料,無溶劑環(huán)氧漆等。
(3)耐輻射試驗
試驗方法按EJ/T1111-2000進行,若無特別說明輻照劑量率和累積劑量應(yīng)按程序B進行。驗收要求同模擬DBA試驗。
放射性輻照會加速涂層中高分子樹脂或聚合物的老化耐開裂,過量的放射性射線輻照會引起聚合物中化學(xué)鍵的斷裂耐降解。對于核電站所用的涂料,根據(jù)法國標(biāo)準(zhǔn)NFT30-903規(guī)定,涂層的耐輻射性應(yīng)該≥1.6×105Gy而沒有損傷。
上述實驗保證了核島防腐產(chǎn)品在極端條件的使用達到要求。
核電站常規(guī)島涂層主要用于:設(shè)備外表面的抗大氣腐蝕防護和去離子水儲存罐等的內(nèi)部腐蝕防護。核電站輔助系統(tǒng)涂層主要包括:酸堿鹽飛濺條件下的涂層、結(jié)露設(shè)備及鋼結(jié)構(gòu)表面的涂層、電器設(shè)備表面涂層、海洋大氣和海水環(huán)境下的涂層等,一般主要是非控制區(qū)(沒有放射性污染的區(qū)域)廠房內(nèi)正常大氣環(huán)境、腐蝕性環(huán)境的涂層系統(tǒng)。
用于核電用涂料和涂層體系上述試驗主要應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有:
2、最新的華龍一號執(zhí)行能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),見下表:
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壓水堆核電廠設(shè)施設(shè)備防護涂層規(guī)范 第1部分:通用要求 |
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壓水堆核電廠設(shè)施設(shè)備防護涂層規(guī)范 第2部分:涂層系統(tǒng)在模擬設(shè)計基準(zhǔn)事故條件下的評價試驗方法 |
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壓水堆核電廠設(shè)施設(shè)備防護涂層規(guī)范 第3部分:涂層系統(tǒng)受γ射線輻照影響的試驗方法 |
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壓水堆核電廠設(shè)施設(shè)備防護涂層規(guī)范 第4部分:涂層系統(tǒng)可去污性的測定 |
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壓水堆核電廠設(shè)施設(shè)備防護涂層規(guī)范 第5部分:涂層系統(tǒng)耐化學(xué)介質(zhì)的測定 |
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壓水堆核電廠設(shè)施設(shè)備防護涂層規(guī)范 第6部分:涂裝作業(yè) |
3、常規(guī)防腐蝕涂層性能標(biāo)準(zhǔn)
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色漆和清漆 人工氣候老化和人工輻射曝露 濾過的氙弧輻射 |
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壓水堆核電廠用涂料漆膜耐化學(xué)介質(zhì)的測定 |
隨著核電站國產(chǎn)化進展中,核電標(biāo)準(zhǔn)也同步跟進,除核心性能外,應(yīng)建立不同堆型通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。提供更長效防護、提高涂層的熱傳導(dǎo)率、降低鹵素、硫含量以減緩關(guān)鍵設(shè)備的侵蝕,同時朝著低毒、綠色化、低表面處理、自清潔方向發(fā)展。