CN107841748A - 一种核电机组常规岛设备闭式冷却水系统缓蚀剂及防腐工艺 - Google Patents

一种核电机组常规岛设备闭式冷却水系统缓蚀剂及防腐工艺 Download PDF

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田辉宇
陈自强
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刘辉
吴华强
宋利君
梁义才
李静林
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Abstract

本发明提供了一种核电机组常规岛设备闭式冷却水系统缓蚀剂，包括：磷酸三钠150～300mg/L；苯并三氮唑或甲基苯并三氮唑1～5mg/L；所述磷酸三钠调节体系pH值为10.8～11.5；所述闭式冷却水系统中含有氨浓度为250～300μg/L。其中，磷酸三钠在碱性水溶液中的溶解氧作用下与阳极反应，生成不溶性的FePO4·2H2O和γ‑Fe2O3沉积在钢铁表面，其中FePO4·2H2O为沉淀型膜，而γ‑Fe2O3是典型的氧化膜。而微量的苯并三氮唑或甲基苯并三氮唑的添加，并通过控制体系pH值，进一步改善了体系中的碳钢、铜以及不锈钢材料的腐蚀。

Description

一种核电机组常规岛设备闭式冷却水系统缓蚀剂及防腐工艺
技术领域
本发明涉及核工业技术领域，尤其涉及一种核电机组常规岛设备闭式冷却水系统缓蚀剂及防腐工艺。
背景技术
核电机组常规岛设备闭式冷却水系统主要使用的金属材料为碳钢、铜及其合金，由于铜及其合金与整个系统冷却水的接触面积较大，铜离子有加速碳钢材料腐蚀作用，为了能够更好地控制闭式冷却水的腐蚀问题，必须控制系统铜及其合金材料的腐蚀及水溶液中的铜离子浓度。
目前国内大部分压水堆核电机组常规岛设备闭式冷却水系统采用了单一磷酸三钠做缓蚀剂，悬浮物、Fe、Cu离子浓度有超标现象，存在铜离子加速碳钢材料腐蚀作用，不能完全确保金属材料的腐蚀较低。同时，在核电站闭式冷却水体系中上游源水含有250～300ppb氨，氨对铜及合金的耐蚀性存在负面影响。
闭式冷却水系统各部分材料种类不同，导致材料种类多，目前难以找到对各部分均适用的缓蚀剂，比如高浓度磷酸盐对碳钢具有较好的防腐性能，却对铜合金不利。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种核电机组常规岛设备闭式冷却水系统缓蚀剂及防腐工艺，具有较好的防腐蚀效果。
本发明提供了一种核电机组常规岛设备闭式冷却水系统缓蚀剂，包括：
磷酸三钠 150～300mg/L；
苯并三氮唑或甲基苯并三氮唑 1～5mg/L；
所述磷酸三钠调节体系pH值为10.8～11.5；优选11～11.5；
所述闭式冷却水系统中含有氨浓度为250～300μg/L。
在本发明的某些具体实施例中，所述冷却水系统中氨浓度为300μg/L。
在本发明的某些具体实施例中，所述磷酸三钠在冷却水系统中的浓度为150mg/L、250mg/L或300mg/L，更优选为250mg/L。
在本发明的某些具体实施例中，所述苯并三氮唑或甲基苯并三氮唑在冷却水系统中的浓度为1mg/L、2mg/L或5mg/L，更优选为2mg/L。
在本发明的某些具体实施例中，所述缓蚀剂包括：
磷酸三钠和甲基苯并三氮唑。
本发明上述核电机组常规岛设备闭式冷却水系统材质包括碳钢、不锈钢、铜及合金。
本发明提供了一种核电机组常规岛设备闭式冷却水系统的防腐工艺，包括以下步骤：
在核电机组常规岛设备闭式冷却水中添加上述缓蚀剂。
所述冷却水中添加缓蚀剂后，体系pH值为11～11.5。
与现有技术相比，本发明提供了一种核电机组常规岛设备闭式冷却水系统缓蚀剂，包括：磷酸三钠150～300mg/L；苯并三氮唑或甲基苯并三氮唑1～5mg/L；所述磷酸三钠调节体系pH值为10.8～11.5；所述闭式冷却水系统中含有氨浓度为250～300μg/L。其中，磷酸三钠在碱性水溶液中的溶解氧作用下与阳极反应，生成不溶性的FePO4·2H2O和γ-Fe2O3沉积在钢铁表面，其中FePO4·2H2O为沉淀型膜，而γ-Fe2O3是典型的氧化膜。而微量的苯并三氮唑或甲基苯并三氮唑的添加，并通过控制体系pH值，进一步改善了体系中的碳钢、铜以及不锈钢材料的腐蚀。不仅提高铜及合金的耐蚀性，也增加了碳钢的耐蚀性。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的核电机组常规岛设备闭式冷却水系统缓蚀剂及防腐工艺进行详细描述。
实施例1
核电机组常规岛设备闭冷水系统添加缓蚀剂的防腐工艺，包括以下步骤：首先在闭式冷却水中添加氨，其浓度为300μg/L；然后添加磷酸三钠和甲基苯并三氮唑(TTA)混合组成的复合缓蚀剂，磷酸三钠浓度为150mg/L，甲基苯并三氮唑浓度为1mg/L，体系pH＝11.2。20#浸泡1600h后的腐蚀速率为-0.0025mm/a。
实施例2
针对闭冷水系统不同材料，添加氨，其浓度为300μg/L；然后添加磷酸三钠和甲基苯并三氮唑(TTA)混合组成的复合缓蚀剂，具体材料种类、添加量以及防腐效果见表1所示。
比较例1
针对闭冷水系统不同材料，添加氨，其浓度为300μg/L；然后添加磷酸三钠缓蚀剂，具体材料种类、添加量以及防腐效果见表1所示。
表1实施例2及比较例1闭冷水系统材料、缓蚀剂添加量及腐蚀效果汇总
由上述实施例及比较例可知，本发明在核电机组常规岛设备闭冷水系统中添加甲基苯并三氮唑或苯并三氮唑，和磷酸三钠的混合物作为缓蚀剂，通过调节各组分含量以及体系pH值，能够减少铜及其合金材料的腐蚀，从而减缓碳钢材料的腐蚀，降低悬浮物、Fe、Cu的离子浓度。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种核电机组常规岛设备闭式冷却水系统缓蚀剂，其特征在于，包括：
磷酸三钠 150～300mg/L；
苯并三氮唑或甲基苯并三氮唑 1～5mg/L；
所述磷酸三钠调节体系pH值为10.8～11.5；
所述闭式冷却水系统中含有氨浓度为250～300μg/L。
2.根据权利要求1所述的缓蚀剂，其特征在于，所述磷酸三钠浓度为250mg/L。
3.根据权利要求1所述的缓蚀剂，其特征在于，所述苯并三氮唑或甲基苯并三氮唑的浓度为2mg/L。
4.根据权利要求1所述的缓蚀剂，其特征在于，包括：
磷酸三钠和甲基苯并三氮唑。
5.根据权利要求1所述的缓蚀剂，其特征在于，所述核电机组常规岛设备闭式冷却水系统材质包括碳钢、不锈钢、铜及合金。
6.一种核电机组常规岛设备闭式冷却水系统的防腐工艺，其特征在于，包括以下步骤：
在核电机组常规岛设备闭式冷却水中添加权利要求1～5任一项所述的缓蚀剂。
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