核电厂冷冻水系统的功能是为通风系统冷却盘管提供冷冻水。冷冻水系统由冷水机组产生温度为7℃的冷冻水，通过冷冻水管道将冷冻水输送到通风系统的冷却盘管进行冷却。冷冻水管道表面涂有涂层，并包有保冷层。

　　在对某核电厂的冷冻水管道检查中，去除保冷层后，发现冷冻水管道表面的涂层出现大面积起泡，且起泡处出现锈蚀产物。

起泡的冷冻水管道涂层

　　核电厂冷冻水系统是电厂重要系统，其冷冻水管道在核电站主要厂房均有分布，如果由于涂层失效导致管道腐蚀穿孔，会给电厂安全运行带来隐患。本文从冷冻水管道保冷层保冷设计和涂层性能两方面对涂层起泡失效原因进行分析。

　　冷冻水管道保冷层

　　冷冻水管道内的水为7℃的水，低于厂房内温度。电厂为保证运行效率，防止冷冻水管道内水温度升高，在冷冻水管道外均包有保冷层。

　　1、保冷层结构

　　保冷层主要有两方面的作用，一，阻止热量传递到管道表面，二，阻止空气中的湿气传递到管道表面，形成冷凝水。保冷层由内至外由绝热层、防潮层、保护层组成。绝热层主要起到隔绝热量传递的作用，防潮层阻止空气中的湿气传递到管道表面。保护层，对绝热层和防

　　潮层起到支撑保护作用。

　　2、冷冻水管道保冷层失效

　　在对某核电厂的现场检查过程中，去除保冷层后，在冷冻水管道表面发现了大量冷凝水。冷冻水管道表面形成冷凝水的原因，是由于保冷体系中的绝热层不能有效的阻止空气中的湿气的原因造成的。由于冷冻水管道表面温度仅为7℃，远低于外部环境温度，会促使空气中的湿气向冷冻水管道表面传输，且冷冻水管道表面温度远低于水蒸汽露点温度，管道表面因此形成冷凝水。

　　冷冻水管道涂层失效原因分析

　　起泡通常是涂层防腐蚀能力不足的早期外观表现，是基材发生腐蚀的前兆。涂层起泡的原因有以下几种：水浸泡或渗透引起涂膜起泡；有机漆膜中的溶剂引起起泡；阴极保护下浸渍涂膜起泡。在对冷冻水管道检查过程中，发现涂层起泡具有普遍性，结合上边涂层表面有冷凝水的情况下，分析冷冻水管道涂层起泡，主要是在水的作用下造成的，具体原因有以下两方面。

　　1、冷壁效应引起的涂层起泡

　　冷壁效应是通过液体或蒸汽接触的涂层温度梯度高于底材到所用的涂层的结果。水/潮气被迫到衬里/底材界面在冷底材上冷凝。从而形成腐蚀、起泡，最后导致涂层失效。热壁面的蒸气压高于冷壁面的蒸气压。存在的蒸气压梯度使得湿汽通过渗透迅速穿过涂层，且渗入速

　　率远快于渗出速率。这样就导致有一个连续的力从热的区域向冷的区域牵引液体，因此涂层结合较弱的部位就会出现鼓泡。温度梯度越高，泡鼓的也就越大越多。

　　冷冻水管道表面温度仅7℃，远低于外部环境温度，且由于保冷层无法阻止水蒸汽到达管道表面，因此，冷壁效应是冷冻水管道涂层失效的一个重要原因。

　　2、涂层润涨引起涂层的起泡

　　用于防蚀的涂层，暴露于水或电解质水溶液中通常会吸收0.1%~3%（占涂层重）的水。漆膜在浸水或凝露、高湿度环境下，吸水后会引起润涨，使体积增大。如果润涨是在局部范围内发生，吸水肿胀时如产生的应力大于附着力，则会起泡。冷冻水管道表面有冷凝水，冷冻水管道在工作时表面包有保冷层，冷凝水无法排除，从而形成了凝露、高湿度的环境，因此，涂层润涨是涂层起泡失效的一个可能原因。

　　冷冻水管道涂层防腐建议

　　1、保冷设计

　　保冷层设计不当是导致核电站冷冻水管道出现大面积的起泡的重要因素。由于保冷设计不当，会导致保冷层无法阻止水蒸汽的渗入，进而引发冷冻水管道表面出现大面积的冷凝水。目前国内已有某核电站采用橡塑材料的绝热材料用做保冷层，在运行一段时间后，未发现表面有冷凝水，因此电厂要在选用冷冻水管道时，对保冷层要严格要求。

　　2、冷冻水涂层选用

　　冷冻水管道工作环境具有特殊性，如果保冷层不能有效阻挡潮气传输到管道表面，形成冷凝水的话，冷冻水管道表面就处于潮湿的环境中，因此在选用冷冻水管道表面的涂层时，应着重考虑涂层的耐水性和涂层的冷壁效应问题。

　　在美国腐蚀协会标准中，规定了涂层的冷壁效应试验方法。待测试的样板放在槽的两边，中间放置试验溶液，控制试验溶液温度，使槽两边产生温度差，形成冷壁效应，目前，此标准主要用于衬里涂层，冷冻水管道涂层性能试验可参照此标准进行。

　　冷冻水系统是核电厂重要系统之一，为核电厂机组安全、可靠运行提供重要保证。由于冷冻水管线包有保冷层，难于及时掌握涂层失效及管道基材腐蚀状况。另外，由于管线结构设计上的原因，对管线进行防腐处理难度较大。因此，在核电厂冷冻水管道涂层及保冷层的选用上，充分考虑实际情况，减少因涂层修复造成的不便，减小设备运行的安全隐患。