核电站二回路管道系统的FACppt课件.ppt

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1、苏州院寿命中心化学及状态评估研究所2012年08月核电站二回路管道系统的FAC提纲一、FAC背景二、FAC机理三、FAC影响因素四、FAC分析五、FAC有效管理一、FAC背景1.1典型FAC事件-11986年12月9日，美国Surry核电厂2号机组凝结水管线上的一个18英寸弯头运行时突然破裂，造成4死4伤的严重后果。最后190个部件被更换。Surry核电厂的FAC事故唤起了世界核电对FAC的重视。一、FAC背景1.1典型FAC事件-22004年8月9日，日本美滨核电厂3号机组低压加热器到除氧器之间的凝结水管道破裂，11名工人被严重烫伤，其中五人死亡。事后检查发现，由于FAC作用使得原来约

2、10mm厚度的管道减薄后最薄处只有1.4mm。破裂位置5人死亡，6人受伤！！日本MihamaFAC失效位置示意图1.1典型FAC事件-2一、FAC背景MihamaFAC失效28年从未检测开裂时最薄处壁厚1.4mm（原厚度10mm）FAC速率=0.34mmyear-1材料：碳钢温度:140oC流速:2.2m/s氧含量:<5ppb水化学:AVT(pH8.5-9.7)一、FAC背景1.2FAC事件统计PlantNameDamageDateOconee3Leakinextractionline1976BrownsFerry1RuptureofdischargelineMSRdrainline19

3、82Oconee2Failureofexpanderinreheaterdrainline1983CalvertCliffsRuptureofelbowincoldreheatsteamline1984HanddamNeckRuptureoffeedwaterheaterline1985Surry2Ruptureoffeedwaterlineelbow1986Trojan2Leakinmainfeedwaterline1987Surry2E/Cwearofelbowinmainfeedwaterline1988Surry1Ruptureoflowpressureheaterdrainli

4、neinfeedwaterline1990CatawbaE/Cwearoffeedwaterline1991Susquehanna1E/Cwearoffeedwaterline1992Zion1Leakinmoistureseparatorline1993TurkeyPoint3Leakinmoistureseparatorline1994Millstone2Heaterdrainrecirculationline1995FortCalhounextractionsteamline1997Mihamacondensatelinedownstreamofanorifice2004一、FAC

5、背景一、FAC背景1.2FAC事件统计据WANO统计，1999年至2007年之间，世界核电行业共发生37起FAC事件。1.3FAC的危害压力容器和管道的降级；电站降功率或者停堆；人员伤害；经济损失。一、FAC背景2.1流动加速腐蚀的概念流动加速腐蚀（Flow-acceleratedcorrosion，简称FAC）就是碳钢或低合金钢表面保护性的氧化膜在水流或气液两相流作用下发生溶解、破坏的过程。由于氧化膜的不断减薄，保护性能下降，腐蚀速率上升，最后达到一种平衡状态——腐蚀速率和溶解速率趋于一致，并保持这个稳定的腐蚀速率持续下去。金属表面局部区域的氧化膜非常薄，几乎相当于金属的裸露表面。一般

6、情况下，腐蚀表面呈现典型的磁铁矿黑色。二、FAC机理2.1流动加速腐蚀的概念在单相液态流条件下，当腐蚀速率较高时，金属表面会出现典型的马蹄铁形状的蚀坑，形成扇贝形状或桔子瓣形的腐蚀形貌。扇贝形腐蚀形貌常出现在发生严重管壁减薄的大直径管道内表面。在双相流条件下，大型管道表面的流动加速腐蚀形态是“老虎花纹”状形貌。单相流：圆齿状、波状或桔皮状两相流：老虎斑纹二、FAC机理氧化膜的形成氧化膜的溶解Fe2+的扩散H+DO二、FAC机理2.2FAC的作用机理2.2FAC的作用机理通常认为流动加速腐蚀是静止水中的均匀腐蚀的一种扩展，其区别在于流动加速腐蚀的氧化膜/溶液界面存在流体运动。考虑到金属表面

7、多孔铁磁相膜的存在，流动加速腐蚀可以分解为两个耦合过程。第一个过程是在氧化膜/水界面产生溶解的亚铁离子，该过程可分为三个同时发生的反应：(1)铁在铁/磁铁矿界面的游离氧水溶液中氧化，反应方程如下：Fe＋2H2O=Fe2＋＋2OH-+H2=Fe(OH)2+H23Fe＋4H2O=Fe3O4＋4H2一般认为，有1/2的Fe2＋在基体铁/氧化物界面转变为磁铁矿。二、FAC机理(2)金属表面生成的亚铁离子通过多孔的氧化膜层扩散到主体溶液当中。