核電站化學(xué)水處理過(guò)程中的腐蝕與防護(hù)

侯琳 李洋

中國(guó)核電工程有限公司華東分公司 浙江嘉興 314300

每個(gè)用戶(hù)在用水的過(guò)程中都需要不同的水質(zhì)，因此核電站的日常工作中要負(fù)責(zé)將化學(xué)處理工作應(yīng)用到原水當(dāng)中，使之產(chǎn)生不同的水質(zhì)，來(lái)滿(mǎn)足人們的需求。經(jīng)過(guò)化學(xué)處理過(guò)的原水，會(huì)通過(guò)不同的分配運(yùn)輸?shù)礁魈幱脩?hù)之處。過(guò)濾天然水、混凝沉降符合砂濾是處理水的基本過(guò)程，經(jīng)過(guò)處理過(guò)后就能夠產(chǎn)生不同質(zhì)量的用水來(lái)供生產(chǎn)和生活使用。交換陰陽(yáng)離子就能夠?qū)⑸a(chǎn)用水轉(zhuǎn)換成脫鹽水，電站的每個(gè)部門(mén)都需要應(yīng)用這種脫鹽水。因此加強(qiáng)核電站的化學(xué)水處理是非常重要的。

1 核電站化學(xué)水處理過(guò)程中出現(xiàn)腐蝕的種類(lèi)

1.1 酸腐蝕

次氯酸鈉、鹽酸以及FeCl3溶液是酸腐蝕的三種類(lèi)型。次氯酸鈉在三中腐蝕當(dāng)中的腐蝕性是最強(qiáng)的，這是因?yàn)槠胀ǖ乃岣g只是針對(duì)不銹鋼和碳鋼而言的，此時(shí)人們可以用橡膠和樹(shù)脂等來(lái)代替不銹鋼和碳鋼，然而在面對(duì)次氯酸鈉的時(shí)候，橡膠和樹(shù)脂也是能夠被輕易的腐蝕的；核電站在進(jìn)行建造的過(guò)程中使用最多的材料就是混凝土構(gòu)筑物和不銹鋼及碳鋼等，然而這些建筑材料是極易被鹽酸進(jìn)行腐蝕的，因此在進(jìn)行建造的過(guò)程中為了避免鹽酸的腐蝕，在靠近鹽酸的工作場(chǎng)所做好墻體、地面及設(shè)備抗腐蝕處理；由FeCl3+3H2O→Fe(OH)3+3HC可以看出鹽酸和氫氧化鐵會(huì)在水解FeCl3后生成，腐蝕設(shè)備的現(xiàn)象就是由于鹽酸的生成而產(chǎn)生的，因此從腐蝕機(jī)理方面來(lái)講FeCl3是大致相同的，然而腐蝕程度是由于溶液中的酸度濃度的差異而有所不同。

1.2 堿腐蝕

聚合物、氨液和NaOH是進(jìn)行化學(xué)水處理過(guò)程中產(chǎn)生的堿性物質(zhì)。然而產(chǎn)生堿腐蝕是需要較高溫度的，如果化學(xué)水處理過(guò)程中溫度沒(méi)有五十?dāng)z氏度，再高濃度的這三種堿性物質(zhì)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)腐蝕。然而我們也因該及時(shí)考慮到會(huì)增強(qiáng)堿性腐蝕的情況，以便于在工作中做好預(yù)防工作。首先，Cu+NH3+1/2O2+H2O→Cu(NH3)n2++2HCl，該公式表達(dá)的是氨、氧和銅之間在黃銅被氨液腐蝕的過(guò)程中產(chǎn)生的反應(yīng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明該腐蝕現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生銅氨絡(luò)合離子，這將會(huì)促使銅始終不斷的被NH3所腐蝕，同時(shí)還會(huì)造成應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂現(xiàn)象發(fā)生于銅部件被拉應(yīng)力作用的情況下。其次，混凝土被堿腐蝕。硅酸鈣是水泥中的重要成分，當(dāng)硅酸鈣與堿相遇時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致氫氧化鈣的產(chǎn)生，而這種物質(zhì)具有較低的粘結(jié)度，同時(shí)還會(huì)生出硅酸鈉。當(dāng)混凝土被堿腐蝕過(guò)后，一些化學(xué)生成物隨著反應(yīng)而生成，他們會(huì)與外部液體一樣被消耗，導(dǎo)致混凝土不再具有原有的強(qiáng)度；還會(huì)生出一些較大體積的粘結(jié)強(qiáng)度地的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物，會(huì)導(dǎo)致鼓脹開(kāi)裂現(xiàn)象存在于混凝土當(dāng)中，這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致建筑內(nèi)部的鋼筋與混凝土相脫離[1]。

1.3 大氣腐蝕

核電站在進(jìn)行化學(xué)水處理的過(guò)程中會(huì)有部分液體發(fā)生飛濺的現(xiàn)象，同時(shí)在濕度較高的環(huán)境當(dāng)中也會(huì)使腐蝕現(xiàn)象發(fā)生在金屬設(shè)備的外面，伴隨著儀器和設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間的使用，腐蝕現(xiàn)象也會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，金屬設(shè)備的外表有層狀銹層的產(chǎn)生，當(dāng)金屬設(shè)備變得越來(lái)越薄，導(dǎo)致其難以支撐原有的工作強(qiáng)度，該設(shè)備就會(huì)被停止使用。

2 耐腐蝕性材料的研究

2.1 混凝土構(gòu)筑物

首先，毛細(xì)孔、未水化的內(nèi)核和水和鐵酸鈣、水合鋁酸鈣等是一般硬化后的硅酸鹽水泥的重要組成部分，其中還包括NaOH和水合硅酸鈣凝膠，他們的比例分別為百分之二十和百分之五十五左右；其次，具有相應(yīng)溶解度的鹽會(huì)在氫氧化物與酸及水泥水化后的固化物鋁酸三鈣相作用而生成?？箟簭?qiáng)度高和較低的拉伸強(qiáng)度使混凝土的重要特點(diǎn)，因此要將鋼筋應(yīng)用到混凝土當(dāng)中，促進(jìn)二者之間的融合，以此來(lái)將混凝土的拉伸強(qiáng)度提升。要想能夠完全保護(hù)鋼筋，就要保持混凝土的pH值始終高達(dá)于12.5，同時(shí)要充分考慮到混凝土構(gòu)筑物破壞的加快會(huì)在鋼筋由于混凝土的腐蝕而暴露的情況下。

2.2 金屬材料

大氣中的金屬很容易出現(xiàn)銹層，能夠有效抑制腐蝕金屬的速率，然而不能夠運(yùn)用一般的碳鋼銹層，而要使用加入合金元素Cu、P等合金元素的碳鋼銹層，才能夠使防腐蝕效率達(dá)到最高。大氣中的不銹鋼具有較高的耐腐蝕性，而Crl3型不銹鋼由于含有較少的鉻使得銹蝕現(xiàn)象仍然很?chē)?yán)重。在各種金屬當(dāng)中，在大氣中耐腐蝕性最高的金屬要屬鋅，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是含水的鹽基性碳酸鋅覆蓋在鋅的表面。所以，將金屬鋅涂抹于碳鋼的表面，能夠有效提高碳鋼的耐腐蝕性，尤其是耐大氣腐蝕性。在將碳鋼表面噴涂鋅之前，一定要保證碳鋼表面具有一定的粗糙度[2]。

2.3 非金屬材料

橡膠和玻璃鋼設(shè)備是在同鹽酸介質(zhì)接觸較多時(shí)常使用的材料。將樹(shù)脂和玻璃纖維相結(jié)合就能夠構(gòu)成玻璃鋼設(shè)備。樹(shù)脂具有較高的抗腐蝕性，這是導(dǎo)致玻璃鋼抗腐蝕性較高的主要原因。能夠具有較高的抗酸和堿腐蝕性的是環(huán)氧樹(shù)脂。傳統(tǒng)的核電站在進(jìn)行抗鹽酸的過(guò)程中常常使用雙酚A聚酯和環(huán)氧樹(shù)脂，然而現(xiàn)階段人們研制出具有更好耐酸腐蝕的物質(zhì)，那就是乙烯基樹(shù)脂，同時(shí)溫度越高耐酸性越好的要屬酚醛樹(shù)脂。

3 結(jié)語(yǔ)

伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，核電站進(jìn)行化學(xué)水處理能夠充分滿(mǎn)足人們工作和生活的需求。因此，要及時(shí)加強(qiáng)化學(xué)水處理過(guò)程中的各項(xiàng)工作，對(duì)于容易產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象和設(shè)備，應(yīng)加強(qiáng)研究，針對(duì)腐蝕程度的高低進(jìn)行定期的檢查，運(yùn)用不易被腐蝕或耐腐蝕性強(qiáng)的材料替代易被腐蝕的材料。加強(qiáng)核電站化學(xué)水處理過(guò)程中的腐蝕防護(hù)措施，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)核電站的不斷發(fā)展，和滿(mǎn)足人們生產(chǎn)生活的需要具有重要的意義。