核电站工程涂装.ppt
,1,提 纲,1,核电站基本运作原理2,核电站主要涂装保护部位3,核电站保护涂装的特点4,核电站涂装相关标准5,核电站涂层系统分类与代号6,核岛区防护涂料三项试验7,核电站涂层评定与验收8,核岛区涂层配套系统9,非核区涂层配套系统10,关于混凝土结构保护涂装11,国外耐辐射涂料应用研究情况简介,2,中国广东大亚湾压水堆核电站，始建于1987年，发电功率为2 X 900 MW,3,中国广东岭澳期压水堆核电站，始建于1997年，发电功率为2 X 900 MW,4,中国秦山II期II号核反应堆，始建于1997年，发电功率为650 MW,中国秦山期2号压水核反应堆，始建于1997年，发电功率为650 MW,5,中国江苏田湾核电站，始建于1999年，发电功率为2 X 1000 MW,中国江苏田湾压水堆核电站，始建于1999年，发电功率为2 X 1000 MW,insert file name:,6,中国广东岭澳核电站二期始建于2005年，发电功率为2 X 1000 MW（正在建设中）,insert file name:,7,法国PANLY核电站，建于1980年，发电功率为2 X 1300 MW,法国PANLY核电站，建于1980年，发电功率为2 X 1300 MW,insert file name:,8,法国超级凤凰快中子反应堆，它是一种新型的反应堆。由EDF和欧盟共同建造，发电功率为1000 MW,法国超级凤凰快中子反应堆，它是一种新型的反应堆。由EDF和欧盟共同建造，发电功率为1000 MW,insert file name:,9,1,压水式反应堆核电站基本运作原理,insert file name:,10,2,核电站主要涂料保护部位,核岛内部钢结构、安全壳核岛内部混凝土结构常规岛、BOP 钢结构/混凝土结构等风道、管道各类储罐（油、水、化学品）埋地件与液体介质接触的部位其它,insert file name:,11,3,核电站保护涂装的特点,1.首先，区分核区和非核区。2.核区：包括安全壳内和壳外。具备与一般重防腐涂料基本相同的性能要求。特别要求有优良的耐核辐射性，并且容易去污。对核燃料储槽和输送管道等某些设备与部位所用涂料，还须具有优异的耐化学腐蚀性和吸收辐射线的能力，以防止放射源污染周围环境。严格执行相关标准！3.非核区：包括常规岛和 BOP 所有区域。防腐涂装技术要求与一般重防涂装相似：腐蚀环境等级，按照ISO12944-2评定；防护寿命要求，按照ISO12944-5评定。分为钢结构与混凝土结构 据此，选择涂料与涂装配套系统。,insert file name:,12,RCCM2000（法国）压水堆核岛机械设备设计和建造规则 EJ/T 1086-1998 压水堆核电厂用涂料 漆膜在模拟设计基准事故条件下的评价试验方法综合采用：ASTM D 3911-95轻水堆核电厂用涂料在模拟设计基淮事故条件下的性能和可 修补性试验方法 NF T30-900-1996色漆和清漆 核工业用涂料在设计基准事故条件下的性能和 可修补性试验方法EJ/T 1087-1998 压水堆核电厂用涂料耐化学介质的测定(等效采用ASTM D 3912-95 轻水堆核电厂用涂料耐化学性的标准试验方法),4,核电站涂料标准规范-1,insert file name:,13,EJ/T 1111-2000 压水堆核电厂用涂料漆膜受射线辐照影响的试验方法综合采用：ASTM D 4082-1995轻水堆核电厂中涂层受射线辐照影响的标准试验方法NF T30-903-1988 色漆和清漆 核工业用涂料在电离辐照下稳定性的试验EJ/T 1112-2000 压水堆核电厂用涂料 漆膜可去污性的测定等效采用：NF T30-901-1995色漆和清漆 核工业用涂料沾污敏感性和去污能力的评价试验方法 ISO12944-1-8:1998 色漆和清漆-用保护漆体系对钢结构的防腐保护 第1部分 总则 第2部分 环境分类 第3部分 设计上的考虑 第4部分 表面类型与表面处理 第5部分 保护漆体系 第6部分 试验方法 第7部分 涂漆工艺 第8部分 新工作和维护工作规范的制定,4,核电站涂料标准规范-2,insert file name:,14,5,核电站涂层系统分类与代号,涂层系统分类依据：-涂层所处位置，例如：反应堆厂房、核区（除反应堆厂房外）与非核区；-涂层所处环境条件，例如：室内大气、室外露天大气等；-设备运行工况条件，例如：温度、是否外包保温材料等；-基底材质：例如钢结构？混凝土结构？钢铁件？有色金属件？或镀锌（铝）等。-涂料检验频等,insert file name:,15,涂层系统代号,涂层系统代号组成：三个英文字母-表示涂层代列代号三个阿拉但数字-表示基底材质与运行工况条件一个希腊数字-表示检验频率。例如：PIC100，其中：PIC-表示用于反应堆厂房内机械设备的涂层系统的系列代号 100-代表此系统适用于常温普通钢铁表面-代表对所用涂料的检验频率。,insert file name:,16,核电站油漆技术规格书对不同区域的定义和分类-1,insert file name:,17,核电站油漆技术规格书对不同区域的定义和分类-2,insert file name:,18,与大气接触的涂层代号系统表,注：对防火涂层和核冷凝涂层，本表不涉及，若需要可查设备技术规格书。,insert file name:,19,6,三项核岛区防护涂料试验,6.1涉核涂料主要试验项目简介a)关于耐辐射性能试验：执行标准：EJ/T1111-2000 压水堆核电厂用涂料 漆膜受-射线辐射影响的试验方法 耐辐射性能一般用戈瑞（Gy）或拉德（rad）来计量，Gy 或 rad 也称为吸收辐射剂量单位。1戈瑞（Gy）1千克（Kg）物质吸收1 焦耳（J）辐射能1拉德（rad）1克（g）物质吸收100尔格（erg）辐射能1戈瑞（Gy）100 拉德(rad),insert file name:,20,耐辐射性能试验方法（续）,试验程序A累积剂量为1107Gy试验程序B第一阶段模拟正常运行条件：累积剂量按核电站正常运行40年寿命期的剂量水平 2.5105（115%）Gy第二阶段模拟了一回路失水事故条件下的辐照：累积剂量为：6.0105（115%）Gy常用12种涂料耐辐射的最大剂量,insert file name:,21,b)去污染性能EJ/T1112-2000 压水堆核电厂用涂料漆膜可去污性的测定,去污染性能的表示方法：所谓去污染性能，是指被核幅射污染之后的凃层表面上的放射性污染物能够被消除或减少到相当低程度的能力。这对于人员和设备至关重要，所以，核反应堆的防事故外壳区和辅助区的涂层都需通过去污染性能试验。去污因子 DF（即污染敏感度）和去污百分数 A：去污处理前的放射能 1 DF-A 1-去污处理后的放射能 DF 例如，当DF为20时，A为95%，表示己去除了95%的污染物；当DF为100时，A为99%，表示己去除了99%的污染物。去污率DI：去污因子的对数就是除污率，即：DIlg DF 去污率大则表示涂层的去污染性能好！涂层必须具有良好的去污性能；涂层的去污效率必须不小于85%；污染敏感度必须不大于20%。,insert file name:,22,EJ/T1112-2000 压水堆核电厂用涂料漆膜可去污性的测定（续）,本标准规定了在实验室条件下，漆层系统对放射性核素污染的敏感性及可去除放射性核素污染能力的测定方法。适用于评价压水堆核电厂用涂料涂膜系统可去除放射性核素污染的能力。放射性污染物：a)含有 8 kBq/mL 137Cs(铯)8 kBq/mL 90Sr（锶）90Y（钇）混合物的0.1mol/L硝 酸溶液。b)含有16kBq/mL239Pu(钚)的0.1mol/L硝酸溶液。去污剂：a)去离子水（电导率3s/cm）b)浓度为9%11%的聚氧乙烯化烷基苯酚类水溶液。常用去污染涂料：环氧涂料、聚氨酯涂料、聚硅氧烷涂料等，但环氧酯涂料对污染和去污剂极为敏感，研完表明：聚氨酯涂料的去污效果比环氧酯高一千倍。,insert file name:,23,c.耐化学品性 EJ/T 1087-1998 压水堆核电厂用涂料耐化学介质的测定,在核辐射环境中，常有各种腐蚀化学品：气体介质：如氧化氮、氯、氟等：液体介质：如硝酸、硫酸、柠檬酸等。压水堆核电厂常用液体化学品 其中最常遇到的是氧化氮和硝酸，所以要求涂料除必须耐核辐射之外，还要耐腐蚀，具有良好的化学稳定性。常用涂料品种：无溶剂环氧涂料、酚醛环氧涂料、聚氨酯涂料等,insert file name:,24,d)冷却剂事故损失试验-LOCA试验EJ/T1086-1998 压水堆核电厂用涂料 漆膜在摸拟设计基准事故条件下的评价试验方法,摸拟设计基准事故条件下的评价试验（DBA试验）也称冷却剂失水事故损失试验(LOCA试验)在核反应堆运转过程中，必须考虑到冷却剂因失水事故而损失的可能性。DBA试验（LOCA试验）是把试板在高温、高压下喷淋冷却剂（硼酸水溶液，3000ppm硼酸,pH9），经规定的试验周期后，取出样板检查评定，涂层不得有任何损坏，否则判定整个涂料系统不合格、不能用。试验周期：从4802102Pa 1770C开始，稳定在205810 2 Pa 121，4天，再降至686 10 2 Pa、930C下，3天,喷淋时间0.5小时，为1周期，共试2个周期。,insert file name:,25,LOCA模拟DBA试验（续）,insert file name:,26,insert file name:,27,7,核电站涂层评定与验收7.1与大气接触的涂层系统性能评定试验项目 表1,insert file name:,28,7.2三项涉核试验的评定与验收,去污性试验：试验方法：EJ/T1112-2000沾污核素：按表1规定（90 Y+90 Sr+137 Cs）验收要求：去污率不低于 85%；沾污敏感率 不大于20%。此外，可对涂膜经打 磨、湿热试验后或对某区域经液体试验后，再进行去污试验。耐辐射性能试验：试验方法：EJ/T1111-2000 验收要求：若无特别辐射剂量和累积剂量要求，则按程序B进行验收，技术要求 同DBA试验要求。模拟DBA 试验及修补试验(LOCA试验)：试验方法：EJ/T1086-1998方法B进行，根据RCC-M2000 版 F5300规定，本试 验经辐照估进行模拟DBA试验及修补试验。验收要求：无剥离分层粉化龟裂；允许轻微变色和细小气泡（直径最大不超过 2mm且每 M2 不超过50个气泡）；只允许有一条从底到面的长1CM裂纹；附着力不低于 0.2 Mpa。,insert file name:,29,7.3核电站涂层常规性能评定与验收,附着力试验：GB/T5210-2006，不低于3.0Mpa耐盐雾试验：GB/T1771-1991，试验时间按表1规定，评定按GB/T1766-1995，综合等皱1级，且泡不破，气泡直径小于2mm，试验后附着力不低于3.0Mpa 人工老化试验：GB/T1865-1997，按GB/T1766-1995评定，室内1000h，室外大于1000h，要求无 起泡、无剥落、无裂纹，变色、失光及粉化不大于1级，试验后附着力不低于1.5Mpa 耐温性能试验：GB/T1735-1979，试验时间/温度按表1规定，不起泡，其它要求同耐盐雾试验耐液体性能试验：EJ/T1087-1998，试验时间10天，长期接触按程序A，飞溅部位按程序B。耐磨性试验：GB/T1768-1979，300r/750g，聚氨酯类涂料不大于0.030g，环氧类涂料不大于0.040g 卤素、硫含量：PIC、PID1000ppm，PLD、PLJ200ppm 其它：如耐火试验等,insert file name:,30,8,老人牌核电站核区涂层配套系统：,9,老人牌非核区厂房设备涂层配套系统腐蚀环境分折：对于非核区可分为室外和室内大气环境（包括海洋性气候），根据ISO12944-2腐蚀环境分类规定：在室外的（包括室内外的海洋气候）：C4C5 腐蚀环境；室内不直接与外部大气自然环境接触：C2C3 腐蚀环境。根据以上设备和结构所处的环境条件，按照ISO 12944-5 有关长效防腐的要求，推荐相关的防护涂层配套体系。老人牌非核区厂房设备涂层配套系统,insert file name:,31,10,关于混凝土（砼）结构保护涂装,insert file name:,32,11,国外耐辐射涂料应用研究情况简介,美国：美国国家航空和航天管理局在俄亥俄州的一个60 MW 核反应装置，开始用环氧涂料涂覆地面和工作室，6年效果很好，但是在重型设备运转区的涂层易裂开，后来改用纯聚氨酯涂料，涂层致密性、抗污染性、耐润滑剂性、耐磨性均好。反应堆区域的地面、墙面和设备（包抬巨型机械设备）都采用这种涂料。前苏联：开发研制成一种核电站用的不燃性环氧涂料。含3-24%不燃CH2Cl2（作稀释剂），用于钢铁、混凝土构件保护涂装，附着力好、耐辐射、不燃烧。意大利涂料工业公司推两种耐辐射涂料：一种是名为Ivamid的聚氨酯涂料，另一种是名为Iviepox的加固化剂环氧涂料。用于钢铁、镀锌铁及混凝土表面。注重颜（填料）对涂料耐核辐射性能影响的研究：例如采用原子序数为62-66的稀土金属，将其化合物加入涂料中或直接制成灰泥状化合物涂在墙上，能起防辐咐作用。例如碳酸镝能使中子速度减慢、碳酸钆在中子能量转变成热能后会俘获中子。复合采这两种稀土化合物填料能高效地慢化和俘获中子，起到很好的防辐射作用。等等。,insert file name:,33,8,老人牌核岛区厂房设备涂层配套系统,insert file name:,34,8,老人牌核岛区厂房设备涂层配套系统（续）,insert file name:,35,8,老人牌核岛区厂房设备涂层配套系统（续）,insert file name:,36,8,老人牌核岛区厂房设备涂层配套系统（续）,*为双组份水性环氧漆,insert file name:,37,9,老人牌核电站常规岛涂层配套系统,外壁防腐涂层：,insert file name:,38,insert file name:,39,insert file name:,40,insert file name:,41,insert file name:,42,老人牌15500实为酚醛环氧漆，不仅具有优异的耐化学品性，且已通过涉水安全认证！,insert file name:,43,insert file name:,44,insert file name:,45,insert file name:,46,安全壳内部涂层,insert file name:,47,核辅助厂房,insert file name:,48,insert file name:,49,核电站防腐涂层防护寿命设计,ISO12944-5 将涂层的防护寿命分为三个等级：低（low）25年 中（medium）515年 高（high）15年以上,insert file name:,50,12 种涂料耐辐射的最大剂量,-摘自战风昌专用涂料 第四章 耐核辐射涂料化工出版社1996,insert file name:,51,压水堆核电厂常用液体化学品-EJ/T 1087-1998,insert file name:,52,1,混凝土的碳化：是指大气中的CO2与砼中的Ca(OH)2起化学反应，生成碳酸盐CaCO3，并使砼中性化的过程（pH值降低）。Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O Ca(OH)2+CO2+H2O CaCO3+2H2O 2,硫酸盐的腐蚀-引起膨胀破裂Ca(OH)2+SO2CaSO3+H2OCa(OH)2+SO2+H2OCaSO3+2H2O Ca(OH)2+SO3CaSO4+2 H2O Ca(OH)2+SO3+H2OCaSO4+2H2O3CaSO4+2H2O+4CaOAl2O319H2O3CaOAl2O33CaSO42H2O+Ca(OH)23,氯盐的腐蚀-Cl-半径小，穿透力强，对钢筋混凝土腐蚀极强。Fe2+2Cl-+2H2OFe(OH)2+2HCl 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(铁锈)2Cl-+Ca(OH)2 CaCl2+2OH-2Ca(OH)2+2Cl-+(n-1)H2O CaCl2nH2O 3CaCl2+(3CaO)Al2O36 H2O+25H2O3CaOAl2O33CaCl231H2O4,生物腐蚀：通过使砼表面霉变生成各种细菌，如硫化菌的腐蚀反应：2S+SO2+2H2O 2H2SO4,钢筋混凝土腐蚀主要反应,insert file name:,53,insert file name:,54,35530中卤族元素和硫酸根含量总和之PPM计算值计算以一升35530为基数，由0.75升基料35539和0.25升固化剂组成。基料的比重是1.25Kg/L，固化剂的比重是1.585Kg/L。则PPM值的计算如下：0.75 1.25(77.1+118.0)(1.250.75+1.5850.25)+0.25 1.585(12.9+17.8)(1.25 0.75+1.585 0.25)146.22887 ppm结论：35530中卤族元素和硫酸根含量总和之PPM是146.23，小于200PPM,符合设计要求。,
