刘 忠,董海涛,潘姚凡,张忠伟

(苏州热工研究院有限公司，苏州 215004)

国内某核电厂运行4 a，检修部门发现消防系统节流孔板下游管道出现腐蚀穿孔，消防管道发生外漏，如图1所示。消防系统作为核电厂重要的辅助安全系统，在核电厂的安全运行中扮演重要的角色。一旦消防系统失效，将影响人员设备安全，甚至危及核安全。核电厂消防系统管道在运行数年以后，会出现各种各样的腐蚀问题，故本工作针对核电厂消防管道穿孔问题进行了深入分析，并提出了应对措施，以期为核电站的安全运行提供借鉴。

1 试验

对管线内部形貌、氧化膜形貌以及分布进行宏观和微观观察，根据表面形貌，结合现场工艺工况及环境，初步判定管壁减薄模式。消防管道有多种腐蚀模式，电偶腐蚀、管结瘤腐蚀、空泡腐蚀等[1]。对管道材料进行成分分析，根据材料成分、运行工况、介质判断材料倾向于何种失效方式。

(a) 宏观形貌

(b) 局部放大图图1 穿孔消防管道的形貌Fig. 1 Morphology of the perforated fire pipe: (a) macro morphology; (b) enlarged view

用线切割方法在不同区域截取腐蚀坑金相试样，试样经预磨、抛光并侵蚀后进行金相检查，分析材料组织。在管道内部取腐蚀产物进行物相分析，分析腐蚀产物的物相组成。

FERNG[2]采用CFD(计算流体力学)方法对核电厂管道的冲蚀进行了模拟，得出了较好的结论。BENEDETTO等[3]将CFD计算结果和试验结果进行了比对，结果良好。一般情况下，孔板下游通常为冲蚀和空蚀敏感部位，流动状态对腐蚀模式影响很大[4]，为分析流体的影响以及发生冲蚀和空蚀的可能性，采用计算流体力学对管线内部流速流态进行模拟分析，以确定流体在管线各部位的流速和流态，结合实际减薄区域，进行研究比较，进一步确定管线减薄模式。……