堿化劑對核電廠二回路管道材料流動加速腐蝕的影響研究.pdf

1、在壓水堆核電站二回路系統(tǒng)的水質環(huán)境中,碳鋼管線容易發(fā)生流動加速腐蝕(flow accelerated corrosion, FAC),導致管道的破裂以及過流部件的失效,造成經(jīng)濟損失、人員傷亡和社會影響,威脅核電廠的安全可靠運行。國內(nèi)壓水堆核電站二回路系統(tǒng)水化學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加速腐蝕。因此,在新核電廠的設計中開

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。
　　本文利用自主設計的一套流動加速腐蝕裝置,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流動加速腐蝕的影響,與加氨工況進行比較;同時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。
　　實驗結果表明,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構應更為致密,對基體金屬的保護性要更好,因而其抗流動加速腐蝕性能也要比A106GrB好;然而由于實驗所用A672GrB60中夾雜物含量較高

4、,實驗結果中并未體現(xiàn)出明顯差別。通過實驗驗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可行的,但有待進一步地完善。
　　隨后本文用FLUENT軟件對流動加速腐蝕進行了數(shù)值模擬,通過求解傳質系數(shù)和Fe3O4的溶解度得到不同溫度、流速和pH值(加氨調節(jié))下的FAC速率,結果表明在溫度低于150oC時,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,對實驗中加氨工況下碳鋼的流動加速腐蝕過程進行了模擬,得出其腐