压力容器硼酸腐蚀评估范文

1硼酸腐蚀评价方法

在RPV服役过程中发生硼酸泄漏,须评估腐蚀部位是否违反该部件的最小设计裕度。如超过了最小设计厚度,则需要对进行更换或补焊。如果在探测到硼酸腐蚀后,部件的设计厚度仍在裕度内,则需要对部件是否可继续运行进行状态评估,以保证RPV在到达下次换料停堆期间的使用安全性。对部件运行进行状态评估包括腐蚀现状分析、可继续运行状态评估、评估部件降质程度是否满足法规要求和建立补充性检查或运行要求。

1.1现状分析现状分析是指对已发生的硼酸泄漏/腐蚀及材料降质情况进行分析,以确定部件的受损情况,主要包括信息收集和质量损失评估两项工作内容。信息收集是对RPV已发生泄漏事件的基本信息进行收集、整理,以确定硼酸泄漏程度和部件受腐蚀程度,收集内容包括硼酸泄漏漏点、硼酸液体流动速率及泄漏轨迹、发生硼酸泄漏部件及受硼酸泄漏影响的部件和区域等。美国EPRI针对水介质泄漏程度进行了量化分级,具体分为0级至5级。具体泄露程度分析见表1[5]。受损部件分析包括可拆卸部件和不可拆卸部件分析。若受腐蚀部件是可拆卸的,可按照清理部件表面的硼酸沉淀物,目视检查,定量材料损失的过程进行评估。若受损部件是不可拆卸的,在清理硼酸沉淀物前需要对部件的受损情况进行初步判定。试验表明,部件质量损失程度与发生硼酸泄漏环境和泄漏量有一定的关系,影响因素包括硼酸晶粒体积、部件材质、环境(温度、压力、硼酸浓度、连接接头类型等)。通常少量硼酸沉淀物反映了硼酸泄漏程度较低,材料质量损失较少。

1.2可继续运行状态评估可继续运行状态评估考虑的因素有:腐蚀环境类型、最大腐蚀速率、下一计划检查时材料的腐蚀性能。RPV涉及到的环境有除气水环境、环形缝隙的环境(如控制棒驱动管嘴焊缝周围)和高温且有硼酸渗出的环境,EPRI给出了碳钢和低合金钢最大腐蚀速率的规律和范围(见表2),若同时存在多种环境类型,需进行综合分析。综合分析以上因素,结合电站经验和试验数据得到最大腐蚀速率,计算材料在下一计划检查时的可能的最大腐蚀程度;这一计算应包含目前材料降质程度不确定性和继续运行时材料可能出现的最大腐蚀速率。

1.3评估部件降质程度是否满足法规要求完成受损部件可继续使用的降质评价后,需进一步判定部件是否满足法规规定的降质要求。这种评判方法适用于部件不再发生泄漏,且材料不会继续受到腐蚀,评判对象包括腐蚀RPV螺栓、螺纹、法兰、顶盖或其他部件。对于RPV壳体材料,ASMEIII中NB-3332.1规定对于容器壳体发生局部腐蚀,若腐蚀坑小于(R:顶盖半径;t:顶盖厚度),且腐蚀后壳体厚度满足压力载荷,则不需要进行强度分析。对法兰的腐蚀评价不能用此方法,需先对受腐蚀部位进行应力分析,然后评估其是否满足原设计要求。

2RPV硼酸腐蚀评估与控制方法建议

RPV硼酸腐蚀控制工作不仅要进行技术分析评估,还需要利用其它管理方法加强对硼酸腐蚀控制,开展纵深防御工作,开展诸如概率安全分析评估,引入检测装置,提高对泄漏量敏度的检测以降低泄漏量等工作。具体核电站应进行依据具体电站RPV的材料、结构、设计及相关运行经验等,重点需要关注顶盖外表面、主螺栓及螺纹孔等部位的硼酸腐蚀。根据对RPV硼酸腐蚀评估分析研究,认为RPV硼酸腐蚀检查、分析、评估和控制工作主要内容如下:(1)查找泄漏源头及泄漏轨迹、判定硼酸泄漏程度。(2)评估受硼酸腐蚀部件的质量损失,清理硼酸腐蚀产物。(3)根据目前硼酸泄漏状态、部件质量损失程度来判定受损部件是否可继续使用,包括受损部件继续使用时可能发生的降质情况、其降质程度是否满足相关法规要求,若不满足要求,则进行部件的更换、修补、维修等措施。(4)从管理上加强已发生硼酸腐蚀及可能发生硼酸腐蚀部件的检查,增加关注点的检查次数,并采取其他措施加强运行管理,如在监测部位加装检测硼酸泄漏装置等。（5）此外,还需要关注国内外同类型核电站RPV发生硼酸腐蚀的信息,收集相关资料,通过分析、对比、总结来评估该电站相同部位发生硼酸腐蚀的可能性,并加强检查。

作者：赵继松 单位：中核国电漳州能源有限公司