随着中国向着绿色低碳发展转型,核能作为一种清洁的能源选项,正面临着新的挑战。这涉及到核电设备的安全性问题,其中材料腐蚀是一个关键因素。在中国,核电产业已经进入了大规模发展阶段,这就对材料科学提出了更高的要求。因为大部分核电站都位于沿海地区,海水成为了核电站冷却系统的主要来源,而这些系统由海水过滤、循环冷却和供水系统组成。 为了防止这些系统被腐蚀,阴极保护技术被广泛应用。尽管如此,阴极保护如果设计不当,可能会导致系统失效,反而加剧腐蚀问题。因此,通常会采用防腐层和阴极保护相结合的方式来保护设备。目前存在两种阴极保护系统:外加电流系统和牺牲阳极系统。牺牲阳极系统保护范围有限且电流不可调,通常用于小型结构物;外加电流系统输出稳定且可调节,适用于大面积结构物。 按照国家标准规定,金属结构物的通电电位和极化电位需要定期监测。极化电位必须在标准范围内,低于或高于这个范围都会导致“欠保护”或“过保护”,影响防护效果。然而由于现场条件限制和人工检测难度大,准确监测这些参数并不容易。特别是在大修期间海水排空时,阴极保护系统无法正常工作,这给管理带来了很大困难。 旋转鼓形滤网位于混凝土泵房内,即使使用外加电流系统也很难监测到所有位置的真实保护效果。此外,不锈钢网片会屏蔽部分电流,海水介质和潮位变化也会影响效果。因此需要安装多个监测传感器来实时监控不同位置的腐蚀情况。 其他设备如拦污栅、导槽等通常采用牺牲阳极保护。测量这些设备的保护电位需要专用探头,人工操作难度高且误差大。在大修期间只能检修物理完整性而无法测试工作状态下的电压和电流值。 鉴于这些管理难点,一个智能监测系统应运而生。它集成了多种功能包括自动采集和存储通电电位、极化电位、交流干扰电压等参数;远程修改参数功能;一体化设计便于安装与检修;防水结构设计适应水下长期应用;内部电池供电实现免维护使用;环境感应测量确保只有在被保护时才收集数据;通过短距离无线通讯传输数据。 这个系统由监测模块、通讯模块和数据管理平台三部分组成。监测模块集成了数据采集、存储、交互通讯等单元;智能通讯模块支持多种数据传输方式并集成了供电单元;数据管理平台支持数据存储、展示、统计分析以及与电站已有平台的融合。