田湾核电站一期BOP（辅助车间控制系统）工程制氯站的主要功能是通过电解海水产生次氯酸钠，进入冷却水系统杀死（抑制）海生物，保证管道和设备畅通以达到凝汽器和热交换器的正常使用功能。反冲洗过滤器作为次氯酸钠发生装置电解槽的前置保护设备，其功能是去除海水中的贝类、机械杂质以及紫菜等颗粒较大的杂质，保证制氯系统的安全运行。目前，反冲洗过滤器壳体的防腐蚀设计为在铸铁内衬环氧树脂涂层。每次拆卸设备均发现涂层存在脱落和损坏的情况，2017年两台设备先后发生底部腐蚀穿孔漏水，其他部位有多处腐蚀凹坑，影响机组的安全运行。

反冲洗过滤器底部腐蚀状况

01 反冲洗过滤器腐蚀的原因

涂层失效

田湾核电站制氯站从厂区前池取水，前池与高公岛取水头部之间通过隧道连接，高公岛海域内存在大量的藤壶、贻贝（海虹）、牡蛎等海生物，海水经过粗、细格栅过滤加氯后仍有少量的微生物进入前池，经过后期的繁殖和生长，海水中含有大量的活体海生物，前池海水进入反冲洗过滤器前无任何过滤和灭杀海生物的措施。反冲洗过滤器内部涂层常年浸没在海水中，经过一系列的物理、化学作用，表面形成了以蛋白质大分子为主要成分的聚合物薄膜，该薄膜的电学性能极易造成微生物富集，形成一个复杂的海生物群落，大致过程依次为：表面接触、表面滑动、寻找适当位置、分泌黏液增强附着、生长繁殖扩大，最后形成较大规模的海生物群落，这使得涂层表面的pH发生改变，还造成涂层表面的应力集中，加速环氧涂层的脱落，使壳体失去涂层的保护，直接接触腐蚀性介质。

海水环境

1 氯化钠：

海水中含有大量氯化钠，其电离出的氯离子，使海水具有很高的导电率，海水中的铸铁很难保持长时间的钝态，极易发生电化学腐蚀。

2 溶解氧：

海水中的溶解氧是造成铸铁发生腐蚀的重要因素，其在微电池的阴极区起到很强的去极化作用，铸铁作为阳极不断地失去电子，使铸铁发生腐蚀。

3 微生物：

微生物在容器内繁殖和新陈代谢，改变了环境的某些理化特性，微生物细胞新陈代谢的最终产物、中间产物的分泌物以及酵素都能够引起铸铁发生腐蚀。

02 高分子材料修复技术

高分子材料选择

考虑到反冲洗过滤器内部浸泡于海水中，且冲洗过程中海水有一定流速，所以选用的高分子材料除了具有很好的耐海水腐蚀性能外，必须具有一定的耐冲刷磨损性能。容器内金属腐蚀的凹坑深度、大小均不同，腐蚀穿孔的大小也不一样，需要多种材料分层施工。

1 对于凹坑和穿孔较大的部位，选择气动耐磨防护剂（由小型陶瓷颗粒填充的双组份环氧胶泥）进行填充，该材料可以保护设备在干湿环境中免受细颗粒的磨损，通常作为气动输送系统的保护衬里。

2 对于凹坑和穿孔较小以及气动耐磨防护剂使用后粗糙的部位，选择金属修补剂（双组分硅铁填充材料）进行填充使表面平整，该材料对由腐蚀或机械冲击引起的工件损坏具有良好的防护效果。

3 对于最终修复完成的表面，选用超光滑的陶瓷增强环氧树脂涂层，该涂层具有很好的耐磨性，对于海水腐蚀和磨损起到非常好的防护效果。

高分子材料修复工艺流程

上述三种高分子材料均由基料和固化剂组成，混合时的最佳温度为15~30℃，主要工艺措施如下：

1 现场准备：

基材温度高于露点温度3℃以上，相对湿度小于85%，现场无漂浮灰尘，无大雾和雨雪等恶劣天气。

2 表面清洁处理：

采用电动工具将管道表面打磨至St3级（非常彻底的手工或动力工具除锈，条件允许尽可能达到非常彻底的喷砂除锈Sa2.5级），去除表面腐蚀产物、灰尘等杂质后，使用清洗剂进行清洗，控制金属表面的氯离子质量浓度在40mg/L以下，表面处理的越彻底材料应用性能越好。

3 填充气动耐磨防护剂：

按照产品技术说明书的比例，将气动耐磨防护剂的固化剂和基料充分搅拌后，使用刮板刮涂到凹坑和穿孔部位并压实，切忌将空气滞留在材料内部。

4 二次清理：

待气动耐磨防护剂完全固化后，使用钢丝刷或砂纸对其表面进行打磨后，用清洗剂进行二次清洗。

5 填充金属修补剂：

按照产品技术说明书的比例，将金属修补剂的固化剂和基料充分搅拌后，使用刮板刮涂到小凹坑和小颗粒表面并压实，以避免空气滞留在材料内部。

6 涂刷两道陶瓷增强环氧树脂涂层：

待金属修补剂完全固化后，用钢丝刷进行手工拉毛处理，形成一定的粗糙度后，在表面涂刷两道搅拌均匀的双组份陶瓷增强环氧树脂涂层，恢复原防腐蚀设计，每道陶瓷涂层厚度约为100μm，至此高分子材料修复施工完毕，如下图所示。

修复后的反冲洗过滤器底部

结语

近几年，核电站发生多起非计划停机停堆事件，造成了重大的经济损失，而海生物的大量生长，会造成冷却水系统的凝汽器和热交换器丧失其原有的功能，导致机组降功率或停机停堆。保证反冲洗过滤器的正常使用才能使加氯装置正常运行，这对防止机组的非计划停机停堆事件起到积极作用。经高分子材料修复完工后，田湾核电站反冲洗过滤器设备运行两年多未再发生腐蚀泄漏。并且，高分子材料修复技术对金属本身无任何伤害，其损耗后可以再次修复。