KR100637950B1 - 물품 표면의 오염제거 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강 물품, 특히 저 합금강 또는 비 합금강 물품 표면의 오염을 제거하는 방법에 관한 것이다. 이러한 목적을 위해, 상기 표면은 유기산을 포함하는 용액과 접촉한다. 본 발명에 따라, 상기 용액은 노출될 기저 금속표면에 보호 코팅을 즉시 생성하도록 철 이온도 포함한다. 실제 오염제거가 완료되어 코팅 층이 더 이상 필요없을 때 상기 용액내의 철 이온 함량이 감소되어 상기 코팅 층은 정상적인 붕괴에 의해 열화된다. 더 이상 필요없는 철 이온들은 이온 교환수지에 결합된다. 오염의 원인이 되는 상기 이온들은 이온 교환수지에 또한 결합된다.

Description

물품 표면의 오염제거 방법 {METHOD FOR DECONTAMINATING THE SURFACE OF A COMPONENT}

본 발명은 특히, 저 합금강 또는 비 합금강을 포함하는, 강(steel)으로 제조된 물품 표면의 오염을 제거하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 물품의 표면은 옥살산을 포함하고 물품의 기저 금속으로부터 오염된 층을 분해하는 용액과 접촉된다.

이러한 형태의 공정은 EP 278 256호에 공지되어 있다. DE 41 17 625 C2호에 공지된 공정에 있어서, 오염 제거될 물품은 예를들어 탄소-강(C-steel)으로 이루어져 있으며, 오염 제거용액은 적어도 하나의 유기산을 함유한다. 전술한 특허에는 옥살산을 사용한 오염 제거의 가능성에 대해 설명되어 있다. 그러나, 옥살산이 2가 철이온을 갖는 상당히 불용성인 석출물을 형성하는 것으로 간주되므로 옥살산이 부적합하다고 지적되어 있다.

한편, 기저 금속은 저 합금강 또는 비 합금강의 오염 제거중에 침식될 수 있음이 밝혀졌다. 이러한 기저 금속의 침식은 한편으로 물품 벽 두께의 상당한 감소를 초래하며 다른 한편으론 처리되어야 할 방사성 폐기물의 양의 증대를 초래한다.

종래 기술에서는, 한편으로 이용가능한 억제제가 높은 공정 처리온도를 필요로함으로 인해 실패하고 다른 한편으론 잠재적 황-함유 억제제가 원자로에는 허용되지 않으므로, 억제법에 의해 기저 금속의 침식을 감소시킬 수 없었다.

그러므로, 본 발명은 특히 물품 표면이 저 합금강 또는 비 합금강으로 이루어졌을 때 기저 금속 상의 침식을 매우 낮은 수치로 유지할 수 있는, 강 물품의 표면상에 있는 오염을 제거하기 위한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따라서, 상기 목적은 물품 표면이 접촉하게 될 옥살산-함유 용액이 2가 철이온을 함유함으로써 노출된 기저 금속 표면의 일부에 즉시 보호층을 형성하며, 옥살산철(Ⅲ)이 자외선 광의 조사에 의해 이산화탄소와 옥살산철(Ⅱ)로 변환되며, 오염된 층의 용해가 완료된 후에 용액 내의 2가 철이온의 수치를 낮춤으로써 보호 층을 다시 제거하며, 더 이상 필요치 않은 2가 철이온과 오염 원인물질을 이온교환 수지와 결합시킴으로서 달성된다.

본 발명에 따른 방법은 한편으로 오염제거 중에 침식으로부터 기저 금속을 보호하고, 다른 한편으로 실제 오염제거의 말기에 다시 용이하게 제거할 수 있는 보호 층을 형성할 수 있는 장점이 있다. 고가의 억제제가 필요없다는 것만으로도 장점이 될 수 있으며, 이러한 이유 이외에도 기저 금속에 대한 침식을 실질적으로 방지할 수 있다는 점을 고려하면 처리해야 할 오염 제거 폐기물의 양도 최소화된다. 만일 불충분한 2가 철이온이 존재하더라도 본 발명의 바람직한 개선에 의해 3가 철이온을 함유하는 용액을 자외선 광으로 조사함으로써 3가 철이온으로부터 2가 철이온을 얻을 수 있다. 철의 환원을 위한 자외선 광 조사는 EP 0 753 196 B1호에 설명되어 있다. 그러나, 상기 공보에 설명된 공정은 물품 표면의 오염제거에는 사용될 수 없고 옥살산을 함유하는 오염 제거용액의 처리에 사용된다. 이러한 목적을 위해, 순환공정에 있어서 옥살산철(Ⅲ)는 2가 옥살산철로 변환되며 그후 자외선 광의 조사에 의해 초기 복합체로 복귀된다. 상기 공정에 있어서, 옥살산은 파괴되어 CO₂와 물을 형성한다.

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2가 철이온(철(Ⅱ) 이온)은 예컨대 외부로부터 용액에 첨가될 수도 있다. 2가 철 염은 특히 이러한 목적에 적합하다.

다른 실시예에 따라, 2가 철이온은 오염된 층이나 기저 금속으로부터 용해될 수 있다. 상당히 작은 양의 2가 철이온만이 사용되므로, 이러한 용해는 기저 금속의 마모를 거의 유발하지 않는다.

2가 철이온의 첨가와 용해를 조합할 수도 있다.

보호 층은 2가 철이온이 용액에 공급된 후에 그리고 2가 철 이온이 현재의 재료(기저 금속, 층)로부터 용해되어 배출된 후에 유기산 및 철 이온으로부터 이미 노출된 오염제거된 강 표면상에 곧바로 형성된다. 상기 산이 옥살산이라면 이러한 보호층은 옥살산철(Ⅱ)을 포함한다.

발전 설비 형태에 따라, 2가 및 3가 철이온이 모두 오염된 층으로부터 용해되어 배출되게 할 수도 있다.

삭제

오염 제거 공정중에, 더 이상 필요없는 2가 철이온은 이온 교환수지와 결합된다. 오염제거의 말기에 용액내에 아직 존재하는 2가 철이온도 이온 교환수지를 사용하여 처리할 수 있다. 가장 바람직한 경우에, 오염 제거 공정중에 옥살산만이 필요한 데, 이는 요구되는 철 이온이 오염 물질을 포함하는 산화물 층 또는 금속으로부터 직접 얻어질 수 있기 때문이다.

오염제거의 말기에 경우에 따라 아직 존재하는 더 이상 필요없는 옥살산은 자외선 광 및 과산화수소에 의해 이산화탄소로 분해될 수 있다. 이것을 위해 유럽 특허 제 0 527 416 B1호에 공지된 방법이 사용될 수 있다.

가장 바람직한 경우에 있어서, 필요한 철이온이 오염을 초래하는 산화물 층이나 기저 금속으로부터 직접 얻을 수 있으므로 옥살산만이 필요하다.

폐기물을 제거하기 위해, 이온 교환수지 이외에도 과산화수소가 필요하다. 오염제거의 말기 및 이와 관련된 보호 층 파괴시에, 적재된 이온 교환수지와 별개로 유지되는 것은 이산화탄소뿐이다.

본 발명은 저 합금 또는 비합금 강 표면으로부터 오염물을 제거하는 경우에, 기저 금속상의 침식이 거의 없으며 그에 따라 단지 적은 양의 화학약품을 필요로하며 잔류물 처리해야 할 폐기물도 아주 적다는 장점이 있다.

또다른 장점은 황 화합물 및 다른 고가의 억제제가 필요없고, 그럼에도 불구하고 기저 금속상의 침식이 매우 작다는 점이다. 또한 선택적 부식(피팅; pitting)의 위험도 없다.
이러한 본 발명의 장점은 본 발명에 따른 물품 표면의 오염 제거방법으로서, 비 합금 강 및 저 합금 강으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 기저 금속으로 형성되는 물품의 표면을 옥살산 함유 용액에 접촉시켜 상기 물품의 기저 금속으로부터 오염 층을 용해시키는 단계와, 상기 기저 금속 표면의 노출부분에 즉시 보호 층을 형성하도록 상기 용액내에 2가 철이온을 제공하는 단계로서, 자외선 광의 조사에 의해 옥살산 철(Ⅲ)을 옥살산 철(Ⅱ)과 이산화탄소로 변환시킴으로써 2가 철이온을 제공하는 단계와, 상기 오염 층의 용해에 이어서, 상기 용액 내의 2가 철 이온의 수치를 낮춤으로써 상기 보호 층을 용해시키는 단계, 및 더 이상 필요하지 않은 2가 철 이온과 오염 층 원인물질을 이온 교환 수지와 결합시키는 단계를 포함하는 물품 표면의 오염 제거 방법에 의해 달성된다.
또한, 상기 물품 표면의 오염 제거 방법은 상기 2가 철 이온을 상기 용액내에 첨가하는 단계, 상기 2가 철이온을 상기 오염 층으로부터 용해시키는 단계, 2가 철이온을 상기 기저 금속으로부터 용해시키는 단계, 또는 상기 옥살산이 더 이상 필요없는 경우 자외선 광과 과산화수소를 이용하여 옥살산을 이산화탄소로 분해시키는 단계들을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 공정 중에 발생하는 각각의 화학반응이 기본적인 일례로서 아래에 요약되어 있다.

먼저, 옥살산철(Ⅱ) 및 옥살산철(Ⅲ)이 오염물을 포함하는 층의 일부를 형성하는 2가 및 3가 철의 산화물로부터, 그리고 옥살산으로부터 형성된다. 따라서 2가 및 3가 철 이온이 용액내에 존재하게 된다.

옥살산철(Ⅲ)(철(Ⅲ)이온)은 자외선 광에 의한 조사로 이산화탄소 및 옥살산철(Ⅱ)(철(Ⅱ)이온)로 변환된다. 오염제거의 결과로 순수한 무산소 기저금속 표면이 노출되는대로, 옥살산철(Ⅱ)(철(Ⅱ)이온)은 그 표면상에 보호 층을 형성한다. 오염제거가 아직까지도 다른 위치에서 진행되고 있는 동안이라도, 즉 산화철이 아직까지 산에 의해 용해되고 있는 동안이라도, 보호 층이 이미 세정된 위치에 피복되게 된다.

과도한 옥살산철(Ⅱ)(철(Ⅱ) 이온)은 이온 교환수지(양이온 교환수지)와 결합되며, 이때 옥살산이 다시 방출된다.

오염제거가 끝나는 대로, 즉 모든 산화철이 표면으로부터 용해되었을 때, 더 이상의 옥살산철은 형성되지 않는다. 그러면, 더 이상 필요없는 옥살산철(Ⅱ)의 보호 층이 바람직하게 용액내로 용해된다. 즉, 보호 층의 옥살산철(Ⅱ)이 용해되며, 그 후에, 과도한 옥살산과 관련하여 설명한 바와 같이, 이온 교환수지에 결합되어 옥살산을 방출한다. 그후, 적재된(laden) 이온 교환수지 외에, 단지 옥살산만이 잔류하게 된다. 이러한 옥살산은 자외선 광과의 조합으로 과산화수소를 첨가함으로써 파괴되어 이산화탄소를 형성한다.

이온 교환수지 외에, 단지 이산화탄소만이 남아 있게 된다.

Claims (6)

1. 표면의 오염 제거 방법으로서,

   비 합금 강 및 저 합금 강으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 기저 금속으로 형성되는 물품의 표면을 옥살산 함유 용액에 접촉시켜 상기 물품의 기저 금속으로부터 오염 층을 용해시키는 단계와,

   상기 기저 금속 표면의 노출부분에 즉시 보호 층을 형성하도록 상기 용액내에 2가 철이온을 제공하는 단계로서, 자외선 광의 조사에 의해 옥살산 철(Ⅲ)을 옥살산 철(Ⅱ)과 이산화탄소로 변환시킴으로써 2가 철이온을 제공하는 단계와,

   상기 오염 층의 용해 후에, 상기 용액 내의 2가 철 이온의 수치를 낮춤으로써 상기 보호 층을 용해시키는 단계, 및

   더 이상 필요하지 않은 2가 철 이온과 오염 층 원인물질을 이온 교환 수지와 결합시키는 단계를 포함하는 표면의 오염 제거 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 2가 철 이온을 상기 용액내에 첨가하는 단계를 더 포함하는 표면의 오염 제거 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 2가 철이온을 상기 오염 층으로부터 용해시키는 단계를 포함하는 표면의 오염 제거 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 2가 철이온을 상기 기저 금속으로부터 용해시키는 단계를 포함하는 표면의 오염 제거 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 옥살산이 더 이상 필요없는 경우, 자외선 광과 과산화수소를 이용하여 옥살산을 이산화탄소로 분해시키는 단계를 포함하는 표면의 오염 제거 방법.
6. 삭제