CN111908627A - 一种应用于核岛设备冷却水系统的缓蚀剂及其加药方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于核岛设备冷却水系统的缓蚀剂及其加药方法，该缓蚀剂用于减缓并抑制核岛设备冷却水系统中碳钢、不锈钢、紫铜材料腐蚀，并控制循环水中铁、铜含量；本发明包括缓蚀剂的配制、设备冷却水系统缓蚀剂加入以及调节设备冷却水pH至目标值，缓蚀剂由硅酸钠、钨酸钠、钼酸钠、唑类化合物、氢氧化钾和除盐水在加药罐内配制而成，混匀后注入设备冷却水系统，缓蚀剂加入剂量为500‑1000mg/L；调节设备冷却水pH值至9.0‑11.5；经本发明处理后，碳钢腐蚀速率小于0.075mm/a，紫铜和不锈钢的腐蚀速率小于0.0075mm/a；循环水中铁、铜含量降低95％以上；本发明的缓蚀剂环保低毒、不含亚硝酸盐类，减轻了对生态环境的破坏和操作人员的健康损害。
Description
技术领域
本发明属于核电站核岛设备防腐蚀技术领域，具体涉及一种应用于核岛设备冷却水系统的缓蚀剂及其加药方法。
背景技术
核电站核岛设备冷却水系统为核岛各种安全相关及非安全相关系统提供冷却水，该系统在含放射性流体设备和最终热阱之间提供一个可进行监督的中间屏障，是核电站正常运行的必要系统。系统中各种热交换器一旦发生污垢沉积或堵塞会严重降低换热效率，材料腐蚀则可能引起设备泄漏导致破坏屏障甚至停堆。
目前，各核电站的设备冷却水系统普遍采用添加磷酸三钠、亚硝酸钠等缓蚀剂的防腐工艺，但是处理后普遍存在铁含量超标的问题，这说明碳钢腐蚀及腐蚀产物脱落的问题尚未解决；而且设备冷却水中铜含量也经常超标，系统中铜材质的设备存在腐蚀现象，甚至出现腐蚀泄漏的情况，由此可见系统中铜腐蚀问题尚未能完全抑制。此外，从环保健康的角度讲，亚硝酸盐的生物毒性较强，排放对环境有污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种减缓和抑制核岛设备冷却水系统中碳钢、不锈钢和紫铜腐蚀，并控制循环水中铁、铜含量的缓蚀剂及其加药方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种应用于核岛设备冷却水系统的缓蚀剂，所述缓蚀剂用于减缓并抑制核岛设备冷却水系统中碳钢、不锈钢、紫铜材料腐蚀，并控制循环水中铁、铜含量；缓蚀剂配方由以下重量百分比的组分组成：
优选地，缓蚀剂配方由以下重量百分比的组分组成：
优选地，缓蚀剂配方中的唑类化合物为甲苯基三唑或苯并三唑或2-巯基苯并噻唑。
所述的一种应用于核岛设备冷却水系统的缓蚀剂的加药方法，将硅酸钠、钨酸钠、钼酸钠、唑类化合物、氢氧化钾和除盐水按重量百分比在加药罐内进行配制，混匀后由计量泵注入核岛设备冷却水系统，缓蚀剂加入剂量为500-1000mg/L；采用pH调节剂调节核岛设备冷却水pH值至9.0-11.5范围内。
优选地，利用剂量泵进行加药，计量泵流量为20L/h。
优选地，所述pH调节剂利用碱液罐配制氢氧化钾碱液，利用计量泵注入核岛设备冷却水系统。
本发明的有益效果是：
1)本发明能够兼顾核岛设备冷却水系统中碳钢、不锈钢和紫铜的防腐问题，缓蚀剂成分中硅酸钠、钨酸钠和钼酸钠能够减缓碳钢和不锈钢的腐蚀速率，唑类化合物能够减缓紫铜的腐蚀速率，氢氧化钾有助于增强缓蚀剂组分的缓蚀效果或增加溶解度。加入本发明缓蚀剂后，可以保障系统中碳钢腐蚀速率小于0.075mm/a、紫铜和不锈钢的腐蚀速率小于0.0075mm/a；
2)本发明的缓蚀剂组分能减缓并抑制金属腐蚀，同时减少了金属表面氧化物脱落，能够显著地控制循环水中铁、铜含量。加入本发明缓蚀剂后，循环水中铁、铜含量降低90％以上；
3)本发明的缓蚀剂中的各组分环保低毒、不含亚硝酸盐类，能够减轻对生态环境的破坏和操作人员的健康损害。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明一种应用于核岛设备冷却水系统的缓蚀剂及其加药方法，包括配制缓蚀剂、核岛设备冷却水系统中加入缓蚀剂以及调节核岛设备冷却水至目标值三个步骤，所述的缓蚀剂由硅酸钠、钨酸钠、钼酸钠、唑类化合物、pH调节剂和除盐水在加药罐中混合配制而成。缓蚀剂由计量泵注入设备冷却水系统，控制循环水中药剂浓度为500-1000mg/L。利用碱液罐配制氢氧化钾碱液，利用计量泵注入系统，控制设备冷却水pH值在9.0-11.5范围内。
缓蚀剂的配制步骤分为：
步骤1、向加药罐中注入除盐水100L。向加药罐中加入缓蚀剂各组分，开启加药罐搅拌1小时。
步骤2、利用计量泵进行加药，剂量泵流量为20L/h。设备冷却水中加药计量到达目标值后停止。
步骤3、在碱液罐中注入除盐水100L，向碱液罐中加入氢氧化钾固体5kg，开启搅拌，混合均匀后，利用计量泵注入设备冷却水系统，调节设备冷却水pH至9.0-11.5范围内。
下面将结合实施例对本发明做进一步的详述，而非限制本发明的范围。
实施例1：
(1)未添加缓蚀剂前设备冷却水中材料腐蚀速率及金属离子浓度试验：
在未添加缓蚀剂的设备冷却水环境中，测试两种碳钢材料(Q235B和#20钢)、不锈钢304以及紫铜的材料腐蚀速率，测试时间为72小时，试验结束后分别测试设备冷却水中铁和铜的质量浓度。结果显示，在未添加缓蚀剂的设备冷却水环境中，碳钢Q235B腐蚀速率为0.9773mm/a，#20钢的腐蚀速率0.9062mm/a，不锈钢腐蚀速率小于0.00124mm/a，紫铜腐蚀速率0.0398mm/a。试验结束后，设备冷水中铁质量浓度1549.2μg/L、铜质量浓度829.9μg/L。
(2)实施缓蚀剂防腐工艺后设备冷却水中材料腐蚀速率及金属离子浓度试验：
针对于核岛设备冷却水系统，加入一种适用于该系统的缓蚀剂，该缓蚀剂由以下重量百分比的组分组成：
在加药罐中配制缓蚀剂后，充分搅拌后，用剂量泵加入设备冷却水系统，缓蚀剂加入浓度为600mg/L。使用碱液罐配制氢氧化钾碱液，利用计量泵注入设备冷却水系统，调节设备冷却水pH为11。在该环境中进行72小时挂片试验，试验结果表明，碳钢Q235B和#20钢的腐蚀速率均小于0.00124mm/a，不锈钢腐蚀速率小于0.00124mm/a，紫铜腐蚀速率0.0012mm/a。试验结束后，设备冷却水模拟液中铁质量浓度46.5μg/L、铜质量浓度16.5μg/L。
以上为本发明较佳的实施例，但本发明的保护内容不局限于上述实施例，在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中。
Claims (6)
1.一种应用于核岛设备冷却水系统的缓蚀剂，其特征在于：所述缓蚀剂用于减缓并抑制核岛设备冷却水系统中碳钢、不锈钢、紫铜材料腐蚀，并控制循环水中铁、铜含量；缓蚀剂配方由以下重量百分比的组分组成：
2.根据权利要求1所述的一种应用于核岛设备冷却水系统的缓蚀剂，其特征在于：缓蚀剂配方由以下重量百分比的组分组成：
3.根据权利要求1所述的一种应用于核岛设备冷却水系统的缓蚀剂，其特征在于缓蚀剂配方中的唑类化合物为甲苯基三唑或苯并三唑或2-巯基苯并噻唑。
4.权利要求1至3任一项所述的一种应用于核岛设备冷却水系统的缓蚀剂的加药方法，其特征在于：将硅酸钠、钨酸钠、钼酸钠、唑类化合物、氢氧化钾和除盐水按重量百分比在加药罐内进行配制，混匀后由计量泵注入核岛设备冷却水系统，缓蚀剂加入剂量为500-1000mg/L；采用pH调节剂调节核岛设备冷却水pH值至9.0-11.5范围内。
5.根据权利要求4所述的加药方法，其特征在于：利用剂量泵进行加药，计量泵流量为20L/h。
6.根据权利要求4所述的加药方法，其特征在于：所述pH调节剂利用碱液罐配制氢氧化钾碱液，利用计量泵注入核岛设备冷却水系统。
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