防腐涂装

  传统发电主要是火力发电，会消耗大量的煤和石油，而且近年来煤、石油、天然气等传统能源价格不断上涨，越来越多的国家把目光投向了新能源——核电。核电是发展最迅速、市场效益最好的新能源之一，对于优化能源结构、保护能源安全、积极应对气候变化和保护环境均有重要意义。但是，核电站很多部位存在核辐射，会加速材料老化，多孔的混凝土表面也容易吸附放射性灰尘形成永久性放射源，从而会对设备运行和维修人员造成永久性损伤，因此，在核电站建筑和设备表面涂覆涂料是核电站最常用的防护手段。核电涂料不仅保护核电站设备不受腐蚀，同时利用其光滑、致密的涂膜保护设备使其容易去污，另外暴露在核辐射中的涂膜还应具有抗辐射性。

1、 核电专用涂料的分类

  我国现有核电机组均为压水堆核电站，可划分为核岛、常规岛、辅助系统三部分。核岛是核电站安全壳内的核反应堆及有关系统的统称，主要包括核蒸汽供应系统、安全壳喷淋系统和辅助系统等，其涂层需具有一定的耐温性和抗辐射性；常规岛涂层主要用于设备外表面的抗大气腐蚀防护和去离子水贮存罐等的内部腐蚀防护；辅助系统涂层主要用于非控制区厂房内正常大气环境、腐蚀性环境。

  核电站涂料也可分为核电专用涂料和核电常规涂料。核电常规涂料适用于核电站非辐射控制区，除核安全设备内、外表面涂层及以外的全部设备及构筑物，其技术要求与其它工业领域同等环境条件下涂层的技术指标一致。核电专用涂料用于存在核辐射的场所和结构，主要包括安全壳内、辐射控制区，以及涉及辐射的厂房、设备和其他结构表面。

  核电专用涂料用于核电站能满足其特有的环境条件、技术要求，可分为 3 类：（1）安全壳内全部设备及构筑物表面的涂料；

（2）辐射控制区涂料（不包含安全壳的辐射控制区内全部设备及构筑物表面的涂料）；

（3）安全设备涂料，即非辐射控制区内主要核安全相关设备、构筑物表面的涂料，包括一回路海水冷却系统设备、强制通风和通水管道或沟槽、核级储水罐内部、高架烟囱或设施、气机主油箱及应急柴油机油箱内部涂料。

2 、核电涂料研发现状

2.1 国外核电涂料研发现状

  综合考虑环保、生态和世界能源供应等多方面因素，核电是一种相对安全、清洁、低碳、可靠的能源，目前越来越多的国家已开始接受和采用核电能源。据统计，目前全世界有201 家核电厂，约450 多座核反应堆机组正在运行，核电总装机容量3.5 亿kW以上，约占世界总发电量的17%。国外核电专用涂料发展相当迅速，核电涂料主要供应商有 CarbolineCo.、Ameron Inc. 和PPG（Keeler ＆ Long Inc.）等，其中中远关西、PPG 等公司都已在我国生产、供应核电涂料。

2.2 国内核电涂料研发现状

  我国对核电工业相当重视，投资力度也非常大，已经建成秦山一期、大亚湾核电站，秦山二期、秦山三期、岭澳、田湾核电站也都相继建成。长期以来，我国核电涂料始终存在以秦山一期为代表的自主研发涂料技术路线以及以大亚湾核电站为代表的全面引进涂料技术路线。我国各涂料研究单位、供应商对核电涂料进行了大量的研发工作：兰州应通特种材料研究所开发了耐高温涂料、上海开林造漆厂开发了核岛内环氧涂料、常州涂料化工研究院开发了NC系列涂料，这些研发工作在很大程度上推动了我国核电涂料产业的自主化。

3、 核电专用涂料适用的法规及标准

  核电站专用涂料的应用由上层文件、标准和执行文件三部分组成。从世界范围来看，核电专用涂料主要有美国和法国两套体系：美国体系由上层文件NRC1.54+ASTM 标准+ 可执行文件组成；法国体系由 RCCM F5300+NF 标准+ 可执行文件组成。我国核级专用涂料标准以秦山一期、秦山二期涂料技术的成功应用为前提，形成核电专用涂料的EJ 标准（核工业行业标准）。
我国核电专用涂料的EJ标准如下：

EJ/T 413-1989           30万KW核电厂管道系统标色规定

EJ/T 419-1989           30万KW核电厂二级泵、三级泵涂装工艺技术条件

EJ/T 453-1989           30万KW核电厂安全二级、三级压力容器涂装、包装和运输条件

EJ/T 492-1989           30万KW核电厂核设施防护涂层质量保证

EJ/T 508-1990           30万KW核电厂防护涂层规范

EJ/T 509-1990           30万KW核电厂安全壳内设施、设备防腐涂层

EJ/T 1086-1998          压水堆核电厂用涂料涂膜在模拟设计基准事故条件下评价试验方法

EJ/T 1087-1998          压水堆核电厂用涂料涂膜耐化学介质的测定

EJ/T 1111-2000          压水堆核电厂用涂料涂膜受γ射线辐照影响的试验方法

EJ/T 1112-2000          压水堆核电厂用涂料涂膜可去污性的试验测定

HAD（核安全导则）102/06  核电厂反应堆安全壳系统的设计
  

  核电专用涂料既要满足防腐和装饰性要求，还必须具备易于去除放射性沾污、耐辐射和在事故条件下保持稳定的特殊性能。这些特殊性能对于保障核电站安全，防止放射性污染，保证人员安全是非常重要的。安全壳内涂层系统应进行去除放射性沾污、耐辐照和LOCA（冷却剂跑失事故）三项核性能评定试验。核级专用涂层性能试验相关标准如下：

试验项目     NF（法国）       ASTM(美国)         EJ（中国）              其它

辐照试验     NF T 30-903      ASTM D 4082       EJ/T 1111-2000        ----------

去污试验     NF T 30-901      -----------       EJ/T 1112-2000        ISO8690-1993

LOCA试验     NF T 30-900      ASTM D 3911       EJ/T 1086-1998        ----------

4、 核电专用涂料施工要求

  提高涂料的防护周期主要通过采用优质、可靠的核电专用涂料，以及严格的施工控制手段和高标准的施工规格等措施来实现。涂层防护的好坏与施工过程的质量控制密切相关，特别是核电体系要达到长期的防腐要求，高标准的表面处理等级、严格施工控制等条件都是达到良好涂装品质的必要条件。表面处理质量包括3 个方面：钢板表面的可视清洁度、粗糙度和不可视清洁度。钢材表面可视清洁度的评定包括定量和定性两种方法。为了能正确、方便地评定钢材在除锈之后的表面处理质量，许多工业发达国家都先后制定了钢材除锈的质量等级标准，我国标准为GB 8923—1988《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》。在施工中要严格遵照现场技术服务工程师的指导、涂料供应商提供的产品说明书、施工指导书等进行施工，提高施工人员的施工技术和责任心等，以使涂料性能发挥到最佳。

5、 我国核电专用涂料应用情况

  我国核电行业发展迅速，核电涂料的研究与应用也不断进步。秦山一期核电专用涂料由我国自主化生产，主要供应商是上海开林造漆厂和常州涂料化工研究院，其专用涂料主要类型如表3 所示。大亚湾核电专用涂料由国外涂料供应商生产，主要有式玛涂料和Carboline 涂料，目前已在我国设立涂料生产加工厂，所用涂料见下表：

5.1、秦山一期核电站核电专用涂料的主要类型

类别           混凝土               钢结构                 钢制设备

安全壳         铁红聚氨酯+聚氨酯      无机硅酸锌+聚氨酯       无机硅酸锌+聚氨酯

辐射控制区      环氧涂料             醇酸涂料               环氧底漆+聚氨酯

安全设备       环氧涂料、聚氨酯       环氧富锌+氧化橡胶       醇酸、漆酚、环氧沥青

5.2、大亚湾核电站核电站专用涂料的主要类型

类别           混凝土               钢结构                钢制设备

安全壳         水洗聚酰胺环氧涂料     聚酰胺酚醛环氧涂料       聚酰胺酚醛环氧涂料

辐射控制区     水洗聚酰胺环氧涂料      聚酰胺酚醛环氧涂料       聚酰胺酚醛环氧涂料

安全设备       环氧聚氨酯涂料         环氧聚氨酯涂料           环氧聚氨酯涂料

6、 我国核电专用涂料发展前景

  进入21 世纪后，油价升高、全球变暖等一系列问题使得世界各国开始重视核电在能源中的地位，把发展核电作为满足能源需求的重要选择。考虑到核能的长远发展，各国也提出了新概念的设计及方案，着重大力发展核电工业。我国对核电工业的投资、开发力度也相当大，到目前为止，秦山一期、大亚湾核电站已经运行15 年 以上，秦山二期、秦山三期、岭澳、田湾核电站也都相继建成，“十三五”期间我国将再建18 台核电机组，核电总装机容量将达6 000 万kW。这为耐辐射、抗污染性好的核电涂料提供了广阔的发展空间，因此及时总结核电涂料的应用经验，提高新建核电站涂料使用技术管理水平，对于实现核电涂料的优化及核电站的防护具有重要意义。

  经过多年生产应用实践，我国核电涂料的研究发展取得了长足进步。面对我国新一轮核电快速发展机遇，核电涂料的生产、应用单位要在现有产品基础上，充分认识到核电专用涂料研发的技术难度与复杂性，进一步提高完善我国核电涂料的品种、标准及生产体系，以促进我国核电涂料健康、有序、快速发展。

江苏悦中悦高空工程有限公司

2019-08-07