堿化劑對核電廠二回路管道材料流動(dòng)加速腐蝕的影響研究.pdf

1、在壓水堆核電站二回路系統(tǒng)的水質(zhì)環(huán)境中,碳鋼管線容易發(fā)生流動(dòng)加速腐蝕(flow accelerated corrosion, FAC),導(dǎo)致管道的破裂以及過流部件的失效,造成經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡和社會(huì)影響,威脅核電廠的安全可靠運(yùn)行。國內(nèi)壓水堆核電站二回路系統(tǒng)水化學(xué)處理方式通常采用氨加聯(lián)氨的還原性全揮發(fā)處理,然而由于氨的揮發(fā)系數(shù)高,在汽液兩相區(qū)域中,液相中的氨含量明顯偏少,pH值明顯偏低,容易引起碳鋼的流動(dòng)加速腐蝕。因此,在新核電廠的設(shè)計(jì)中開

2、始考慮用揮發(fā)系數(shù)較低的堿化劑來取代氨,其中乙醇胺是效果比較好的一種。
　　本文利用自主設(shè)計(jì)的一套流動(dòng)加速腐蝕裝置,模擬壓水堆核電廠二回路供水系統(tǒng)工況(150oC、3MPa、pH值9.5、流速9m/s),測試乙醇胺作為堿化劑對兩種核電廠二回路系統(tǒng)管道常用的碳鋼材料 A106GrB和A672GrB60流動(dòng)加速腐蝕的影響,與加氨工況進(jìn)行比較;同時(shí)研究基于直流電壓變化在線測量碳鋼管壁減薄速率的方法的可行性。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,用乙醇

3、胺取代氨水后,A106GrB和A672GrB60兩種材料的腐蝕速率都明顯降低,分別從0.103mm/a、0.107mm/a降至0.013mm/a、0.015mm/a。另外,從A106GrB和A672GrB60的元素成分來分析,由于A672GrB60中的Cr含量略高于A106GrB,其表面生成的氧化膜結(jié)構(gòu)應(yīng)更為致密,對基體金屬的保護(hù)性要更好,因而其抗流動(dòng)加速腐蝕性能也要比A106GrB好;然而由于實(shí)驗(yàn)所用A672GrB60中夾雜物含量較高

4、,實(shí)驗(yàn)結(jié)果中并未體現(xiàn)出明顯差別。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于直流電壓變化在線測量碳鋼管壁減薄速率的方法是切實(shí)可行的,但有待進(jìn)一步地完善。
　　隨后本文用FLUENT軟件對流動(dòng)加速腐蝕進(jìn)行了數(shù)值模擬,通過求解傳質(zhì)系數(shù)和Fe3O4的溶解度得到不同溫度、流速和pH值(加氨調(diào)節(jié))下的FAC速率,結(jié)果表明在溫度低于150oC時(shí),FAC速率隨溫度和流速的升高而升高,隨pH值的升高而降低。同時(shí),對實(shí)驗(yàn)中加氨工況下碳鋼的流動(dòng)加速腐蝕過程進(jìn)行了模擬,得出其腐