核电厂管道的流体加速腐蚀及其老化管理.doc

核电厂管道的流体加速腐蚀及其老化管理核电厂管道的流体加速腐蚀及其老化管理(腐蚀与防护第27卷第2期2006年2月)束国刚1,薛飞1,遆文新1,汪小龙1,陆念文1,刘鹏2,戴忠华2(1.广东核电集团苏州热工研究院,苏州215004;2.广东核电集团大亚湾核电运营管理有限公司,深圳518124)摘要:管道流体加速腐蚀(FlowAcceleratedCorrosion)是核电厂和常规电厂碳钢或低合金钢材料汽水管道的一个重要的老化机理,历史上曾发生过美国萨里核电站2号机组和日本美滨核电站3号机组管道破裂等导致人员伤亡的严重事故;本文简要总结了核电厂管道流体加速腐蚀的经验教训、机理及其老化管理的一些方法和对策。关键词:流体加速腐蚀;管道破裂;老化管理中图分类号:TG172.8;TM623.8文献标识码:B文章编号:10052748X(2006)0220072205FLOWACCELERATEDCORROSIONANDAGINGMANAGEMENTINNUCLEARPOWERPLANTSSHUGuo2gang1,XUEFei1,TIWen2xin1,WANGXiao2long1,LUNian2wen1,LIUPeng2,DAIZhong2hua2(1.CGNPCSuzhouNuclearPowerResearchInstitute,Suzhou215004,China;2.CGNPCDayaBayNuclearOperationsandManagementCo.,Ltd.,Shenzhen518124,China)Abstract:FlowAcceleratedCorrosion(FAC)isanimportantagingmechanismforwaterandwater/steampipingmadeofcarbonsteelorlowalloysteelinbothnuclearpowerplantsandfossilpowerplants.AccidentsinSurryUnit2inUSAandMihamaUnit3inJapan,causedbypiperuptureduetoFAC,ledtoseverecasualties.Theexperience,mechanismandcountermeasuresabouttheagingmanagementofFACinnuclearpowerplantsaresummarizedinthispaper.Keywords:Flowacceleratedcorrosion;Piperuptureaccident;Agingmanagement1概述核电厂主给水管线、凝结水管线、疏水管线、部分抽汽管线等主要是由碳钢制造的。在核电站运行过程中,与流体接触的碳钢管线不可避免的会发生腐蚀,而管内的流体会加剧这一过程,该现象被称为流体加速腐蚀(FAC)。一般认为,碳钢或低合金钢的正常保护性氧化膜溶进流动的水或者汽水混合流体中,与流体直接接触的材料表面的氧化膜会变薄且保护性降低,使得材料的腐蚀速率变大,在稳定的FAC状态,材料的腐蚀速率与氧化膜的溶解速率相等,且这一过程会随着电厂的运行而持续下去[1]。1970年前后,有关科技人员就已经开始了对FAC问题的研究,法国、英国和德国在这方面做了很多的研究工作,当时主要关注的是两相流体系统,认为只有在两相流体中才会发生FAC现象。但是收稿日期:2005208231;修订日期:2005212209美国萨里核电厂事件改变了人们的看法,因为其2号机组的凝结水管线(单相流体管线)由于发生了FAC导致了管道破裂。1986年12月9日,由西屋公司设计、供货的宾夕法尼亚州萨里核电站2号机组中,其凝结水管线上的一个<457.2mm(18英寸)弯头在电站运行时突然破裂,造成4死4伤的严重后果。事故后所做的检查表明,萨里核电站2台机组的管线都有大范围FAC导致的壁厚减薄现象,最后有190个管道部件被更换[2]。萨里核电站2号机组的事故引起了广泛的关注。美国电力研究院(EPRI)首先给各个电厂的主要管理者发了一封信,给出了FAC的快速检查导则,经过检查,在各个电厂又陆续发现了一些因FAC导致的壁厚减薄情况。美国核管会(NRC)数次发出信函和通知(如GenericLetter89-08[3]),要求核电厂运营者关注管道的流体加速腐蚀问题,对相关敏感管段实施管道监督检查大纲;后来NRC在总结核电厂老化管理通用经验(GALL)报告[4]时,又把FAC作为一项重要课题加以总结,并对FAC敏感管段的老化管理大纲(AMP)提出了明确的要求。最近一次引起人们极大关注的核电厂事件是在2004年8月9日下午,日本关西电力公司所属美滨核电站3号机组的汽轮机厂房内,该电站给水回路中低压加热器与