核电厂设备缺陷统计结果表明，腐蚀损伤是日常运行和换料大修的主要缺陷类型，比较严重的腐蚀损伤会导致运行期间设备或管道带压堵漏，甚至导致机组≥10%功率波动或非停事件的发生，其中以常规岛所占比例较高。

    参考相关可靠性理论，设备材料腐蚀损伤相关可靠性可划分为两大类，即固有可靠性和使用可靠性。核电厂的运行经验表明，核岛设备防腐蚀设计较为成功，常规岛的设备材料主要是在固有可靠性方面存在待改进问题。

    可靠性

    核电厂系统设备可靠性是指系统或设备在规定时间区间内和规定条件下能完成规定功能的能力。国内外核电厂目前大多参考美国核电运行研究所发布的INPO AP-913V2识别和组织核电厂设备可靠性相关活动。

    然经笔者分析，认为INPO AP-913V2侧重设备管理及使用可靠性，并未形成包括固有可靠性分析和基于可靠性原理的体系。可靠性工程控制的核心思想是通过分析得出根本原因，并针对根本原因采取措施，可靠性就会得到提高。

    本文主要结合秦山二期的情况探讨设备材料腐蚀损伤相关固有可靠性和使用可靠性问题，但这些问题带有普遍性。

    固有可靠性

    （1）核电材料标准

    材料性能是核电厂设备设计输入的关键数据，众多厂家生产的材料的固有可靠性需要用材料标准来规范。对于核电材料标准方面存在的问题归纳和探讨如下：

    1.核电材料规范对部分材料化学成分控制范围过宽、残余元素控制不足

    2.核电材料规范存在对组织和相结构的要求不够明确

    3.部分替代外国进口材料有待根据工程经验反馈持续完善并期待形成核心技术

    （2）核电设备防腐设计

    主要是核电厂常规岛的设备材料发生了较多因防腐设计不当（主要是结构设计和/或材料选材）导致的腐蚀损伤，核电厂为此已实施并正在研究大量的相关技术改造。

    核电设备防腐设计不当的典型案例如下：

    1.SRI/SEN板式热交换器板间流速设计值过高，导致钛板故障频发

    2.二回路部分汽水管道的材料选材不当

    秦山二期四台核电机组30余堆年运行期间因FAC导致汽水管道带压堵漏高达近300起，集中发生在AHP、GSS、VVP、APA、CET、GPV等系统汽水两相管道（主要是疏水小管道），原因是设计选用的碳钢的Cr含量未达到抗FAC的含量，部分系统管道的管材如表所示。

  二回路部分汽水管道及其材料

    3.SEC泵海水泥沙冲蚀-腐蚀

    SEC泵在含砂海水中的工况与料浆冲蚀模型相近，在显微切削的同时伴随着电化学腐蚀，致使检修周期偏短。叶轮形貌如图所示。

    SEC泵叶轮磨蚀形貌

    4.防腐施工和腐蚀检查的可达性

    （3）设备制造

    设备制造导致的固有可靠性问题，主要包括制造质量质量控制不够严格，制造检验技术落后，制造工艺技术欠缺等。笔者曾研究国内外奥氏体不锈钢Z2CN18-10和Z2CND18-12N管材的制造质量问题，归纳出可能存在的以下问题需要关注：

    1）使用较多的废钢进行冶炼，导致发生问题很多，尤其是杂质含量控制问题。

    2）锻造比不足3，采用煤气加热代替精炼电炉导致表面增碳，小直径管道内壁增碳严重，大管径管道用扩管工艺代替正常的轧制或者拉拔工艺，固溶处理加热速率偏离和保温时间较短，晶粒度偏粗，屈服强度过高等问题。

    使用可靠性

    设备材料使用可靠性，包括运行方面的环境相容性、工艺参数是否在设计范围和系统健康监督，维修方面的材料完整性、预防性维修优化和维修质量控制等。

    偏离设计运行的常见例子是截止阀长期作为调节阀使用，例如汽轮机旁排系统（CET）截止阀，由此导致阀门遭受异常冲刷损坏，故障多次重复发生。

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责任编辑：王元

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