摘 要:某核电厂高压加热器系统疏水器在服役过程中发生局部减薄,采用宏观观察、化学成分 分析、金相检验、扫描电镜分析及X射线衍射等方法对疏水器壁厚减薄原因进行了分析,并对疏水 器流道的流态进行了模拟计算。结果表明:高流速介质的冲刷减薄及流体加速腐蚀减薄是造成疏 水器减薄穿孔失效的直接原因;阀体内表面脱碳导致材料的硬度降低、抗冲刷能力和耐腐蚀性减 弱,从而加速了阀体的壁厚减薄。
关键词:疏水器;冲刷;腐蚀;流态模拟;减薄
中图分类号:TG178;TG115.2 文献标志码:B 文章编号:1001-4012(2023)08-0059-04
核电厂二回路汽水管线主要包括主蒸汽管线、 主给水管线、凝结水管线、疏水管线、抽汽管线、再热 蒸汽管线等。管线中存在弯头、三通、节流孔板、疏 水阀等结构形状变化显著且易发生湍流的部位。因 管道或管件壁厚减薄产生的安全事故在国内外核电 站多有发生[1]。这些管道或管件的减薄受管线的材 料、形状、服役环境等因素的影响,往往会发生流动 加速腐蚀(FAC)、液滴冲击、汽蚀等[2-5]。目前,对汽 水管道或管件的减薄已开展了较多研究,在设计、选 材、检测、评估及老化管理等方面都取得了良好 成效。
高压加热器系统(AHP)疏水器的作用为及时 排走冷凝水,提升高压加热器进口蒸汽的品质,以及 提高高压加热器的加热效率,一旦该系统发生泄漏, 核电厂高压加热器的运行就存在安全隐患,同时泄 漏的高温、高压水也可能对附近的人员造成严重伤 害。笔者以国内某核电厂服役10a,且发生明显减 薄的 AHP疏水器为分析对象,采用一系列理化检 验方法分析了该疏水器发生减薄的原因,结果可为 AHP疏水器工程应用及服役寿命评估提供参考。
1 理化检验
1.1 宏观观察
壁厚减薄疏水器材料为 GP240GH 钢,其宏观 形貌如图1所示。由图1可知:疏水器内壁整体无 明显腐蚀产物,减薄部位为疏水阀阀座出口的下游 位置,原始孔径显著扩大;减薄位置均为疏水器本 体,无焊缝等特殊结构;减薄部位表面凹凸不平,形 貌粗糙,部分位置存在沟槽状的冲刷形貌,最薄处厚 度仅约为原始壁厚的1/5。
