RU2084976C1 - Method and device for laser treatment of surfaces - Google Patents

Method and device for laser treatment of surfaces Download PDF

Info

Publication number
RU2084976C1
RU2084976C1 SU925052108A SU5052108A RU2084976C1 RU 2084976 C1 RU2084976 C1 RU 2084976C1 SU 925052108 A SU925052108 A SU 925052108A SU 5052108 A SU5052108 A SU 5052108A RU 2084976 C1 RU2084976 C1 RU 2084976C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
energy
generators
laser beam
indicated
Prior art date
Application number
SU925052108A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Картри Жан-Пьер
Original Assignee
Фраматом
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фраматом filed Critical Фраматом
Application granted granted Critical
Publication of RU2084976C1 publication Critical patent/RU2084976C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/002—Component parts or details of steam boilers specially adapted for nuclear steam generators, e.g. maintenance, repairing or inspecting equipment not otherwise provided for
    • F22B37/003—Maintenance, repairing or inspecting equipment positioned in or via the headers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0035—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like
    • B08B7/0042—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like by laser
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/001—Decontamination of contaminated objects, apparatus, clothes, food; Preventing contamination thereof
    • G21F9/005—Decontamination of the surface of objects by ablation

Abstract

FIELD: laser treatment of contaminated surfaces in nuclear units. SUBSTANCE: working energy in the form of at least two laser pulse beams is generated beyond contaminated region, mentioned energy is transmitted by means of at least two optical fibers to section near surface being treated. Laser beams are combined on this section and at least one resultant laser beam is obtained and supplied to mentioned surface by means of at least one reflecting mirror. EFFECT: improved decontamination of surfaces. 16 cl, 5 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к способу и устройству лазерной обработки на поверхности, находящейся в загрязненной зоне ядерной установки. The present invention relates to a method and apparatus for laser processing on a surface located in a contaminated area of a nuclear installation.

Изобретение применяется, в частности, при дезактивации пучком лазера, в водной или газовой среде, поверхностей, покрытых радиоактивными веществами такими как, например, окислы активных металлов, с целью уменьшения уровня радиации и обеспечения доступа к установке персонала. The invention is used, in particular, for laser beam decontamination, in an aqueous or gaseous environment, of surfaces coated with radioactive substances such as, for example, oxides of active metals, in order to reduce radiation levels and provide access to personnel.

Данное изобретение касается, в частности, первичной цепи ядерных электростанций с водой под давлением и особенно к резервуарам воды генератора пара и труб первичных контуров. The present invention relates, in particular, to the primary circuit of nuclear power plants with pressurized water, and especially to the water reservoirs of the steam generator and the primary circuit pipes.

Дезактивация может производиться при проверке или ремонте в загрязненных участках станции, при замене оборудования, например, генератора пара, а также при демонтаже электростанции. Decontamination can be carried out during inspection or repair in contaminated sections of the station, when replacing equipment, such as a steam generator, as well as when dismantling a power plant.

Известны различные способы дезактивации. Various methods of decontamination are known.

Распыление абразивных частиц для удаления пленки радиоактивного окисла или химическое растворение этого окисла. Недостатком этих методов является большое количество отходов, обработка которых требует значительных затрат. Spraying abrasive particles to remove a film of radioactive oxide or chemically dissolving this oxide. The disadvantage of these methods is the large amount of waste, the treatment of which requires significant costs.

Дезактивация лазерным лучом. В известном способе этого типа, лазерный пучок излучается на входе в водяную рубашку и посылается на внутреннюю стенку этого резервуара при помощи ориентируемых зеркал, закрепленных на трубной пластине. По своей концепции этот метод не позволяет, даже с помощью лазерных импульсов большой плотности энергии, равномерно обрабатывать все дезактивируемые поверхности. Кроме того, удаление радиоактивных отходов, проводимое путем засасывания воздуха в резервуаре, малоэффективно. Laser beam decontamination. In a known method of this type, a laser beam is emitted at the entrance to the water jacket and sent to the inner wall of this tank using orientable mirrors mounted on a tube plate. By its concept, this method does not allow even using laser pulses of high energy density to uniformly treat all decontaminated surfaces. In addition, the removal of radioactive waste, carried out by sucking air in the tank, is ineffective.

В основу изобретения положена задача эффективной обработки лазерным пучком загрязненной зоны. Поставленная задача решается тем, что в способе лазерной обработки поверхностей, расположенных в загрязненной зоне ядерной установки, согласно изобретению генерируют рабочую энергию в виде, по меньшей мере, двух импульсных лазерных пучков вне зоны загрязнения, указанная энергия передается при помощи, по меньшей мере, двух оптических волокон, связанных соответственно с указанными пучками, на участок, расположенный вблизи от указанной поверхности, на указанном участке комбинируют лазерные пучки, чтобы получить, по меньшей мере, один результирующий лазерный пучок, который направляют на указанную поверхность в случае необходимости при помощи, по меньшей мере, одного отражающего зеркала. The basis of the invention is the efficient processing of a contaminated area with a laser beam. The problem is solved in that in the method of laser processing of surfaces located in the contaminated area of a nuclear installation, according to the invention, working energy is generated in the form of at least two pulsed laser beams outside the contaminated area, said energy being transmitted using at least two optical fibers associated respectively with the specified beams on a site located close to the specified surface, on the specified area combine laser beams to obtain at least one cut tiruyuschy laser beam which is directed onto said surface, if necessary by means of at least one reflecting mirror.

Целесообразно, герметизировать рабочую зону и во время работы лазера отсасывать воздух из загрязненной зоны. It is advisable to seal the working area and suck the air out of the contaminated area while the laser is working.

Целесообразно также во время работы лазера подавать в рабочую зону защитный или активный газ. It is also advisable to supply a protective or active gas to the working area during laser operation.

Предпочтительно, чтобы результирующий лазерный пучок для дезактивации указанной поверхности состоял из импульсов с энергией от 0,3 до 2 джоуль и с плотностью энергии от 1 до 4,5 дж/см2.Preferably, the resulting laser beam for decontamination of the indicated surface consisted of pulses with an energy of from 0.3 to 2 joules and with an energy density of from 1 to 4.5 j / cm 2 .

Целесообразно, чтобы длительность указанных импульсов составляла от 10 до 30 нсек. It is advisable that the duration of these pulses ranged from 10 to 30 nsec.

Поставленная задача решается также тем, что предложенное устройство для лазерной обработки поверхностей в загрязненной зоне ядерной установки включает:
по меньшей мере, один импульсный лазерный генератор, в частности, типа Nd-YAG или эксимерный, располагаемый вне загрязненной зоны;
средства для подачи лазерной энергии в виде двух импульсных лазерных пучков;
устройство для комбинирования этих лазерных пучков для получения, по меньшей мере, одного результирующего пучка, направленного к указанной поверхности, в случае необходимости, при помощи, по меньшей мере, одного отражающего зеркала;
по меньшей мере, два оптических волокна для передачи указанных пучков на вход указанного устройства комбинирования;
средства для перемещения устройств комбинирования напротив указанной поверхности и вблизи этой поверхности.The problem is also solved by the fact that the proposed device for laser surface treatment in the contaminated area of a nuclear installation includes:
at least one pulsed laser generator, in particular, Nd-YAG or excimer type, located outside the contaminated area;
means for supplying laser energy in the form of two pulsed laser beams;
a device for combining these laser beams to obtain at least one resulting beam directed to the specified surface, if necessary, using at least one reflecting mirror;
at least two optical fibers for transmitting said beams to the input of said combination device;
means for moving the combination devices opposite the specified surface and near this surface.

Целесообразно, чтобы устройство включало в себя замкнутую камеру, подвижную вместе с устройством комбинирования или с зеркалом, и оборудованную средствами отсасывания. It is advisable that the device includes a closed chamber, movable together with a combination device or with a mirror, and equipped with suction means.

Целесообразно также, чтобы устройство включало средства подачи защитного или активного газа в герметизирующую камеру. It is also advisable that the device includes means for supplying a protective or active gas to the sealing chamber.

Предпочтительно, чтобы устройство включало два генератора импульсной лазерной энергии, оптическое волокно, соединенной с каждым генератором, и устройство синхронизации двух генераторов. Preferably, the device includes two pulsed laser energy generators, an optical fiber connected to each generator, and a synchronization device for two generators.

Предпочтительно также, чтобы один генератор или оба генератора имели, по меньшей мере, один выходной усилитель. It is also preferred that one generator or both generators have at least one output amplifier.

Целесообразно, чтобы каждое оптическое волокно имело длину не менее 10 м. It is advisable that each optical fiber has a length of at least 10 m

Целесообразно также, чтобы направляющее зеркало было установлено на выходе устройства комбинирования, подвижно относительно этого устройства. It is also advisable that the guide mirror was installed at the output of the combination device, movably relative to this device.

Предпочтительно, чтобы в случае лазерной обработки трубопровода устройство комбинирования удерживалось центрирующим держателем, аксиально подвижным в трубопроводе, а направляющее зеркало было закреплено в замкнутой камере, которая устанавливается вращающейся на держателе, на котором располагаются также средства вращения камеры. Preferably, in the case of laser processing of the pipeline, the combination device is held by a centering holder axially movable in the pipeline, and the guide mirror is mounted in a closed chamber, which is mounted rotating on a holder on which the means of rotation of the chamber are also located.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием примеров его осуществления со ссылками на чертежи, из которых: фиг. 1 схематически изображает устройство для лазерной дезактивации в соответствии с изобретением; фиг. 2 изображает в более крупном масштабе фрагмент устройства. фиг. 3 аналогичный фиг. 2 вариант; фиг. 4, 5 вид, аналогичный фиг. 2, при дезактивации, согласно изобретению, первичного трубопровода воды. The invention is further explained in the description of examples of its implementation with reference to the drawings, of which: FIG. 1 schematically depicts a laser decontamination device in accordance with the invention; FIG. 2 depicts on a larger scale a fragment of a device. FIG. 3 similar to FIG. Option 2; FIG. 4, 5 a view similar to FIG. 2, when deactivating, according to the invention, the primary water pipe.

На фиг. 1 показан аксиальный разрез одной 1 из двух секций водяной рубашки 2 парогенератора ядерного реактора с водой под давлением. Эта секция 1 ограничена сверху трубной пластиной 3, с одной стороны вертикальной средней перегородкой 4 водяной рубашки, а с другой стороны и снизу полусферическим дном водяной рубашки, через которое проходит смотровое отверстие 6. In FIG. 1 shows an axial section of one 1 of two sections of a water jacket 2 of a steam generator of a nuclear reactor with water under pressure. This section 1 is bounded above by a pipe plate 3, on one side by a vertical middle partition 4 of the water jacket, and on the other hand, by the hemispherical bottom of the water jacket, through which the inspection hole 6 passes.

На фиг. 6 изображает устройство, предназначенное для дезактивации лазером поверхностей, которые ограничивают секцию 1. В это устройство входит наружная установка 8, находящаяся снаружи водяной рубашки в соответствующем месте, защищенном от радиации, и внутренняя установка 9, расположенная внутри секции 1 и размещаемая там через смотровое отверстие. In FIG. 6 depicts a device for laser decontamination of surfaces that limit section 1. This device includes an outdoor unit 8 located outside the water jacket in an appropriate place protected from radiation, and an indoor unit 9 located inside section 1 and placed there through an inspection hole .

Установка 8 содержит пульт управления 10, генератор электрической энергии и текучей среды 11, два генератора лазерных импульсов 12А, 12В, которые идентичны, и засасывающий насос 13 на входе которого установлен фильтр 14. Installation 8 includes a control panel 10, an electric energy and fluid generator 11, two laser pulse generators 12A, 12B, which are identical, and a suction pump 13 at the inlet of which a filter 14 is installed.

Установка 9 содержит устройство или корпус 15 комбинирования лазерных пучков и закрепленную на опоре 17 замкнутую камеру 16. В корпусе 15 имеются два входа, соответственно соединенные с выходами генераторов 12А и 12В оптическим волокном 18А, 18В многомодового типа длиной не менее 15 м. Камера 16 с помощью трубопровода 19 соединяется с источником защитного газа (нейтрального или восстановительного) или активного газа, находящегося в генераторе 11, и, через трубопровод 12, с фильтром 14 и насосом 13. Опора 17 представляет собой конец шарнирного робота 21, который дистанционно управляется с пульта 10, он позволяет располагать установку 9 напротив любого участка поверхностей 3, 4, 5, которые дезактивируются вблизи этой поверхности. Installation 9 contains a device or case 15 for combining laser beams and a closed chamber 16 fixed to the support 17. There are two inputs in the case 15, respectively connected to the outputs of the generators 12A and 12B with an optical fiber 18A, 18B of a multimode type of at least 15 m in length. Camera 16 s using a pipe 19 is connected to a source of protective gas (neutral or reducing) or active gas located in the generator 11, and, through a pipe 12, with a filter 14 and a pump 13. The support 17 is the end of the articulated robot 21, which first remotely controlled from the remote 10, it allows the positioning unit 9 opposite to any portion of the surfaces 3, 4, 5, which are deactivated near this surface.

На фиг. 2 более детально показана установка 9. Как видно из чертежа, корпус 15 закреплен на опоре 17 и снабжен (фиг. 1) источником электропитания 23, подключенного через линию. На входной стороне корпуса 15 имеются два отверстия, в которых соответственно закреплены концы оптических волокон 18А, 18В, и после их комбинирования в этом корпусе, два входных пучка образуют один импульсный параллельный лазерный пучок, который выходит через выходное отверстие 29. In FIG. 2 shows the installation 9 in more detail. As can be seen from the drawing, the housing 15 is mounted on a support 17 and is equipped (Fig. 1) with a power supply 23 connected via a line. On the input side of the housing 15 there are two holes in which the ends of the optical fibers 18A, 18B are respectively fixed, and after combining them in this housing, the two input beams form one pulsed parallel laser beam that exits through the output hole 29.

На удаленном конце опоры 17 закреплена рамка 30, в которой скользят пальцы 31, параллельные оси X-X корпуса 15, за счет действия пружин 32, в направлении от корпуса. Камера 16 в форме купола, имеющая дно 33, перпендикулярное оси X-X, закрепляется на концах пальцев 31, причем на свободном крае боковой стенки 34 имеются ролики 35. В дне 33 имеется отверстие 36 с осью по X-X, диаметр которого немного больше диаметра комбинированного пучка 37. At the remote end of the support 17, a frame 30 is fixed, in which the fingers 31 slide parallel to the X-X axis of the housing 15 due to the action of the springs 32, in the direction from the housing. A dome-shaped chamber 16 having a bottom 33 perpendicular to the axis XX is fixed at the ends of the fingers 31, and there are rollers 35 on the free edge of the side wall 34. At the bottom 33 there is an opening 36 with an axis along XX, the diameter of which is slightly larger than the diameter of the combined beam 37 .

Используемые лазерные генераторы 12А, 12В позволяют направлять пучок по оптическому волокну. В частности, это может быть генератор типа Nd-YAG (длина волны 1,06 мкм) или эксимерного типа (длина волны 0,3 мкм). На выходе генератора имеются два последовательно включенных усилителя 38, 39 (или в варианте, один усилитель). Генератор на выходе вырабатывает импульсы длительностью от 10 до 30 нсек. Устройство синхронизации 40, связано с двумя генераторами 12А, 12В и вся система регулируется таким образом, чтобы получать на выходе корпуса 15 комбинированный пучок 37, импульсы которого имеют энергию от 0,3 до 2 джоулей и более, плотность энергии (или течение) составляет от 1 до 4,5 дж/см2.Used laser generators 12A, 12B allow you to direct the beam through the optical fiber. In particular, it can be an Nd-YAG type generator (wavelength 1.06 μm) or an excimer type (wavelength 0.3 μm). At the output of the generator there are two series-connected amplifiers 38, 39 (or, alternatively, one amplifier). The output generator generates pulses with a duration of 10 to 30 nsec. The synchronization device 40 is connected with two generators 12A, 12B and the whole system is regulated so as to receive a combined beam 37 at the output of the housing 15, the pulses of which have an energy of 0.3 to 2 joules or more, the energy density (or flow) is from 1 to 4.5 j / cm 2 .

При работе устройства ролики 35 прижимаются с силой, определяемой пружинами 32, к дезактивируемой поверхности в показанном примере это стенка 4. Защитный или активный газ подается в камеру 16, импульсные пучки от генератора 12А, 12В, передаваемые по оптическим волокнам 18А, 18В и скомбинированные в корпусе 15, подаются в форме одного параллельного пучка 37 на обрабатываемую поверхность, перпендикулярно к этой поверхности. Таким образом, сканируют все дезактивируемые поверхности, перемещая опору 17 при помощи робота 21. When the device is operating, the rollers 35 are pressed with the force determined by the springs 32 to the deactivated surface in the shown example, this is the wall 4. The protective or active gas is supplied to the chamber 16, the pulsed beams from the generator 12A, 12B are transmitted through optical fibers 18A, 18B and combined into case 15, are supplied in the form of one parallel beam 37 to the surface to be machined, perpendicular to this surface. Thus, all decontaminated surfaces are scanned, moving the support 17 with the help of a robot 21.

Указанная выше плотность энергии выбирается такой, чтобы происходило термическое проникновение, соответствующее толщине или части толщины удаляемого радиоактивного слоя окисла, причем каждый импульс создает в этом слое ударную волну. При использовании нейтрального или восстановительного газа уменьшается окисление обрабатываемой поверхности, а при использовании активного газа, в частности, кислорода, происходит увеличение слоя окисла, обрабатываемого импульсами лазера. Таким образом, выбор газа определяется в зависимости от особых условий при каждом применении. The energy density indicated above is chosen so that thermal penetration occurs corresponding to the thickness or part of the thickness of the removed radioactive oxide layer, with each pulse creating a shock wave in this layer. When using a neutral or reducing gas, the oxidation of the treated surface is reduced, and when using an active gas, in particular oxygen, an increase in the layer of oxide processed by laser pulses occurs. Thus, the choice of gas is determined depending on the specific conditions for each application.

Применение многомодового волокна для передачи каждого пучка дает значительное преимущество за счет распределения энергии в пучке на выходе из указанного волокна и в пятне падения пучка на стенку. В этом случае распределение энергии будет постоянным по всей площади пятна, распределение в виде прямоугольного импульса вместо распределения с центральным пиком, которое получается при передаче пучка по воздуху. Однако, необходимо, чтобы волокна были достаточно длинным, чтобы гомогенизация энергии была достаточной, например, длина порядка 10 м. При использовании более коротких волокон в определенных случаях в генераторах 12А, 12В следует устанавливать известные устройства, которые обеспечивают равномерное распределение энергии в виде прямоугольного импульса можно работать эффективно используя меньшие мощности лазера, что дает преимущества. The use of multimode fiber for the transmission of each beam gives a significant advantage due to the distribution of energy in the beam at the exit from the specified fiber and in the spot of incidence of the beam on the wall. In this case, the energy distribution will be constant over the entire area of the spot, the distribution in the form of a rectangular pulse instead of the distribution with a central peak, which is obtained by transmitting the beam through the air. However, it is necessary that the fibers are long enough so that the energy homogenization is sufficient, for example, a length of the order of 10 m. When using shorter fibers, in certain cases, in devices 12A, 12B, well-known devices should be installed that ensure uniform energy distribution in the form of a square pulse You can work efficiently using less laser power, which gives benefits.

Использование корпуса для комбинирования 15 вблизи дезактивируемой поверхности дает многочисленные преимущества:
лазерные генераторы 12А, 12В располагаются вне загрязненной зоны;
лазерные пучки могут подаваться по оптическому волокну непосредственно к обрабатываемой поверхности, с указанными преимуществами, что было бы невозможно, если вся энергия пучка 37 определялась бы одним лазерным генератором, в связи с ограниченными возможностями передачи лазерной мощности по оптическим волокнам;
поскольку пучок 37 параллельный и падает перпендикулярно на обрабатываемую поверхность, расстояние между этой поверхностью и выходным отверстием корпуса 15 для пучка 29 не является критическим, и нет необходимости выдерживать его постоянным.The use of a housing for combining 15 near a decontamination surface provides numerous advantages:
laser generators 12A, 12B are located outside the contaminated area;
laser beams can be fed through the optical fiber directly to the surface to be treated, with the indicated advantages, which would not be possible if all the energy of the beam 37 would be determined by a single laser generator, due to the limited possibilities of transmitting laser power through optical fibers;
since the beam 37 is parallel and falls perpendicular to the surface to be treated, the distance between this surface and the outlet of the housing 15 for the beam 29 is not critical, and there is no need to maintain it constant.

Показанный на фиг. 9А вариант устройство отличается от варианта изображенного фиг. 2 тем, что держатель 17 работает так, что ось X-X корпуса комбинирования 15 параллельна обрабатываемой поверхности. Пальцы 31 перпендикулярны к этой оси X-X, и наклоненное под углом 45o направляющее зеркало 31 закрепляется напротив отверстия 36 камеры 16. Работа такого варианта устройства аналогична описанной выше. Этот вариант применяется, в частности, при лазерной обработке в ограниченном пространстве.Shown in FIG. 9A, the embodiment of the device is different from the embodiment of FIG. 2 in that the holder 17 works so that the axis XX of the combination housing 15 is parallel to the work surface. The fingers 31 are perpendicular to this axis XX, and the guide mirror 31 inclined at an angle of 45 ° is fixed opposite the opening 36 of the chamber 16. The operation of this embodiment of the device is similar to that described above. This option is used, in particular, when laser processing in a confined space.

Показанный на фиг. 3 вариант может быть модифицирован следующим образом: комплекс, включающий камеру 16, пальцы 31, зеркало 50, соединяется с держателем 17 при помощи другого держателя, подвижного относительно последнего, с возможностью перемещения и/или вращения вокруг оси корпуса 15. Таким образом, для каждого положения корпуса можно эффективно сканировать относительно большой участок обработки, независимо от формы этого участка. Shown in FIG. 3, the variant can be modified as follows: a complex including a camera 16, fingers 31, a mirror 50 is connected to the holder 17 by means of another holder movable relative to the latter, with the possibility of movement and / or rotation around the axis of the housing 15. Thus, for each the position of the housing can effectively scan a relatively large area of processing, regardless of the shape of this area.

На фиг. 4, 5 показана такая модификация для дезактивации стенки первичного трубопровода, прямого на фиг. 4 и изогнутого на фиг. 5. In FIG. 4, 5 show such a modification for the deactivation of the wall of the primary pipeline, direct in FIG. 4 and bent in FIG. 5.

Коробка 15 закрепляется в трубопроводе отсасывания 20 при помощи распорок 42, точно так же устанавливается двигатель 43. Трубопровод 20 закреплен на центрирующей и направляющей тележке 44 в дезактивируемом трубопроводе. Камера 16 представляет собой конец трубы в виде L 46, другой конец которой, непосредственно соединенный с этой камерой отводом 20А, устанавливается коаксиально вращающимся в конце трубопровода 20, в ней находится корпус 15. Зеркало 38 закрепляется в колене трубы 46. Снаружи ближнего конца этой трубы имеется зубчатое кольцо 47, которое зацепляется с входной шестерней 48 двигателя 43. Предусмотрены также соответствующие средства для перемещения тележки 44, в случае необходимости при помощи того же двигателя 43. The box 15 is fixed in the suction pipe 20 using spacers 42, the engine 43 is installed in the same way. The pipe 20 is fixed to the centering and guide carriage 44 in the deactivated pipe. The chamber 16 represents the end of the pipe in the form of L 46, the other end of which, directly connected to this chamber by a branch 20A, is mounted coaxially rotating at the end of the pipe 20, the housing 15 is located in it. The mirror 38 is fixed in the elbow of the pipe 46. Outside the proximal end of this pipe there is a gear ring 47 which engages with the input gear 48 of the engine 43. Suitable means are also provided for moving the trolley 44, if necessary using the same engine 43.

На фиг. 5 видна насадка 49 для направления и перемещения двигателя трубопровода 20, насадка временно устанавливается на конце трубы 45. In FIG. 5 shows a nozzle 49 for guiding and moving the engine of the pipeline 20, the nozzle is temporarily mounted on the end of the pipe 45.

В другом способе реализации изобретения два генератора 12А, 12В могут быть заменены одним лазерным генератором, если излучаемая им мощность может быть передана по одному оптическому волокну, корпус 15 будет просто устройством оптической настройки лазерного пучка. В противном случае разделяют выходящий из генератора пучок на два пучка, и каждый передают по оптическому волокну, затем их рекомбинируют в корпусе 15. In another embodiment of the invention, two generators 12A, 12B can be replaced by a single laser generator, if the radiated power can be transmitted along one optical fiber, the housing 15 will simply be an optical laser tuning device. Otherwise, the beam emerging from the generator is divided into two beams, and each is transmitted through an optical fiber, then they are recombined in the housing 15.

Во всех случаях можно создавать несколько параллельных пучков 37, которые попадают в камеру 16 через несколько отверстий 36. В этом случае в каждый момент можно обрабатывать большую поверхность. In all cases, it is possible to create several parallel beams 37, which enter the chamber 16 through several holes 36. In this case, a large surface can be machined at any time.

Claims (16)

1. Способ лазерной обработки поверхностей, расположенных в загрязненной зоне ядерной установки, включающий генерацию рабочей энергии, отличающийся тем, что генерируют рабочую энергию в виде по меньшей мере двух импульсных лазерных пучков, излучаемых соответственно по меньшей мере двумя синхронизированными генераторами импульсной лазерной энергии, располагаемыми вне загрязненной зоны, передают указанную энергию при помощи по меньшей мере двух оптических волокон на участок, расположенный вблизи указанной поверхности в загрязненной зоне, при этом на указанном участке комбинируют лазерные пучки с возможностью получения по меньшей мере одного результирующего лазерного пучка, который подают на указанную поверхность. 1. The method of laser processing of surfaces located in the contaminated area of a nuclear installation, including the generation of working energy, characterized in that they generate working energy in the form of at least two pulsed laser beams emitted respectively by at least two synchronized pulsed laser energy generators located outside the contaminated zone, transmit the indicated energy using at least two optical fibers to the area located near the specified surface in the contaminated area not, at the same time, laser beams are combined in the indicated section with the possibility of obtaining at least one resulting laser beam, which is supplied to the indicated surface. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что результирующий лазерный пучок подают на указанную поверхность при помощи по меньшей мере одного отражающего зеркала. 2. The method according to p. 1, characterized in that the resulting laser beam is supplied to the specified surface using at least one reflective mirror. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что вокруг обрабатываемой поверхности создают замкнутую рабочую зону и в ходе лазерной обработки отсасывают газ из этой зоны. 3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that around the surface to be treated create a closed working area and during laser processing, gas is sucked out of this zone. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что при лазерной обработке в рабочую зону подают защитный или активный газ. 4. The method according to p. 3, characterized in that during laser processing a protective or active gas is supplied to the working area. 5. Способ по одному из пп. 1 4, отличающийся тем, что указанный результирующий лазерный пучок состоит из импульсов с энергией 0,3 2,0 Дж и выше с плотностью энергии 1,0 4,5 Дж/см2.5. The method according to one of paragraphs. 1 to 4, characterized in that the resulting laser beam consists of pulses with an energy of 0.3 to 2.0 J and higher with an energy density of 1.0 to 4.5 J / cm 2 . 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что указанные импульсы имеют длительность 10 30 нс. 6. The method according to p. 5, characterized in that said pulses have a duration of 10 30 ns. 7. Устройство для лазерной обработки поверхности в загрязненной зоне ядерной установки, включающее генератор импульсной лазерной энергии, предназначенный для получения импульсного лазерного пучка, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит по меньшей мере один дополнительный генератор импульсной лазерной энергии, предназначенный для получения по меньшей мере одного дополнительного лазерного пучка, устройство синхронизации генераторов, устройство комбинирования лазерных пучков, предназначенное для получения по меньшей мере одного результирующего лазерного пучка, направленного на указанную поверхность, по меньшей мере два оптических волокна и средство для перемещения устройства комбинирования, при этом генераторы размещены вне загрязненной зоны и соединены с устройством синхронизации, генераторы оптически связаны с входом устройства комбинирования посредством по меньшей мере двух оптических волокон, предназначенных для передачи лазерных пучков, а выход устройства комбинирования лазерных пучков оптически связан с указанной поверхностью, причем средство для перемещения устройства комбинирования выполнено так, что оно обеспечивает перемещение устройства комбинирования вдоль указанной поверхности и вблизи нее в пределах загрязненной зоны. 7. Device for laser surface treatment in the contaminated area of a nuclear installation, including a pulsed laser energy generator, designed to produce a pulsed laser beam, characterized in that the device further comprises at least one additional pulsed laser energy generator, designed to receive at least one additional laser beam, a device for synchronizing generators, a device for combining laser beams, designed to receive at least at least one resulting laser beam directed to the indicated surface, at least two optical fibers and means for moving the combination device, the generators being located outside the contaminated zone and connected to the synchronization device, the generators are optically coupled to the input of the combining device through at least two optical fibers intended for the transmission of laser beams, and the output of the device for combining laser beams is optically coupled to the specified surface, and means for moving the combination device is designed so that it moves the combination device along the specified surface and near it within the contaminated area. 8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что в качестве генераторов лазерной энергии использованы генераторы типа Nd-YAG или эксимерные. 8. The device according to claim 7, characterized in that Nd-YAG or excimer generators are used as laser energy generators. 9. Устройство по п. 7 или 8, отличающееся тем, что выход устройства комбинирования оптически связан с указанной поверхностью посредством по меньшей мере одного отражающего зеркала. 9. The device according to p. 7 or 8, characterized in that the output of the combination device is optically coupled to said surface via at least one reflective mirror. 10. Устройство по п. 7 или 8, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит замкнутую камеру, выполненную подвижной вдоль указанной поверхности вместе с устройством комбинирования и снабженную средствами отсасывания. 10. The device according to p. 7 or 8, characterized in that it further comprises a closed chamber made movable along the indicated surface together with the combination device and equipped with suction means. 11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит замкнутую камеру, выполненную подвижной вдоль указанной поверхности вместе с зеркалом и снабженную средствами отсасывания. 11. The device according to p. 9, characterized in that it further comprises a closed chamber made movable along the indicated surface together with a mirror and equipped with suction means. 12. Устройство по п. 10 или 11, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено средством подачи защитного или активного газа в замкнутую камеру. 12. The device according to p. 10 or 11, characterized in that it is additionally equipped with a means of supplying a protective or active gas in a closed chamber. 13. Устройство по одному из пп. 7 12, отличающееся тем, что один или оба генератора имеют по меньшей мере один усилитель. 13. The device according to one of paragraphs. 7 to 12, characterized in that one or both generators have at least one amplifier. 14. Устройство по одному из пп. 7 13, отличающееся тем, что каждое оптическое волокно имеет длину не менее 10 м. 14. The device according to one of paragraphs. 7 to 13, characterized in that each optical fiber has a length of not less than 10 m 15. Устройство по п. 9, или 11, или 12, или 13, или 14, отличающееся тем, что отражающее зеркало, установленное на выходе устройства комбинирования, выполнено подвижным по отношению к этому устройству. 15. The device according to p. 9, or 11, or 12, or 13, or 14, characterized in that the reflective mirror mounted at the output of the combination device is movable with respect to this device. 16. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что для обработки поверхности трубопровода оно дополнительно снабжено центрирующей опорой, на которой установлено устройство комбинирования, выполненное аксиально подвижным в трубопроводе, при этом отражающее зеркало установлено на указанной опоре с возможностью вращения, а на опоре размещены средства, предназначенные для вращения камеры. 16. The device according to p. 8, characterized in that for processing the surface of the pipeline it is additionally equipped with a centering support, on which a combination device is mounted, made axially movable in the pipeline, while the reflecting mirror is mounted on the specified support for rotation, and placed on the support means for rotating the camera.
SU925052108A 1991-06-26 1992-06-25 Method and device for laser treatment of surfaces RU2084976C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9107897 1991-06-26
FR919107897A FR2678418B1 (en) 1991-06-26 1991-06-26 LASER WORKING PROCESS IN A CONTAMINATED AREA OF A NUCLEAR FACILITY, AND EQUIPMENT FOR ITS IMPLEMENTATION.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2084976C1 true RU2084976C1 (en) 1997-07-20

Family

ID=9414326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU925052108A RU2084976C1 (en) 1991-06-26 1992-06-25 Method and device for laser treatment of surfaces

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP0520847B1 (en)
CA (1) CA2070265A1 (en)
CZ (1) CZ284233B6 (en)
DE (1) DE69208161T2 (en)
ES (1) ES2082401T3 (en)
FR (1) FR2678418B1 (en)
RU (1) RU2084976C1 (en)
TW (1) TW232070B (en)
ZA (1) ZA924699B (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468457C1 (en) * 2011-08-03 2012-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" Method for removing radioactive film from object surface
RU2619692C1 (en) * 2016-05-24 2017-05-17 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Волоконно-Оптического и Лазерного Оборудования" Method of laser cleaning metals
RU2724106C1 (en) * 2019-03-22 2020-06-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение наук Институт проблем машиноведения Российской академии наук (ИПМаш РАН) Metal surfaces decontamination method

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9323052D0 (en) * 1993-11-09 1994-01-05 British Nuclear Fuels Plc Radioactive decontamination
GB9407058D0 (en) * 1994-04-09 1994-06-01 British Nuclear Fuels Plc Material removal by laser ablation
US5790620A (en) * 1995-01-31 1998-08-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Underwater laser processing method and apparatus
JP3044188B2 (en) * 1996-02-15 2000-05-22 核燃料サイクル開発機構 Laser decontamination method
FR2780288B1 (en) * 1998-06-26 2001-02-16 Rene Wajsfelner PROCESS FOR STRIPPING AND AEPING THE INTERIOR OF A CONTAINER AND DEVICE FOR IMPLEMENTING SAME
FR2863916B1 (en) * 2003-12-19 2007-04-27 Commissariat Energie Atomique METHOD AND DEVICE FOR CLEANING A SURFACE USING A LASER BEAM
FR2879101B1 (en) * 2004-12-14 2007-03-02 Cogema LASER DECONTAMINATION OF THE SURFACE OF A PROFILE PIECE.
FR2894711B1 (en) 2005-12-09 2009-04-10 Cogema DEVICE AND METHOD FOR AUTOMATED DECONTAMINATION OF A NUCLEAR FUEL PEN
TWI332647B (en) 2007-11-20 2010-11-01 Au Optronics Corp Liquid crystal display device with dynamically switching driving method to reduce power consumption
DE102011053172B4 (en) * 2011-08-31 2017-05-24 Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe Gmbh Flushing device for cleaning a branched from a manifold pipe of a pipe system
FR2980384B1 (en) 2011-09-22 2014-08-08 Stmi Soc Des Tech En Milieu Ionisant DEVICE FOR THE USE OF A LASER SOURCE WITHIN A CONFINED ENCLOSURE WITHOUT CONTAMINATION OF THE SOURCE THROUGH THE USE OF A HANDLE
CN106001005B (en) * 2016-06-06 2018-09-18 中国科学院力学研究所 A kind of laser cleaning method of cu cr contact material
CN110180839B (en) * 2019-06-27 2021-01-26 清华大学 Laser cleaning device and laser cleaning method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU71852A1 (en) * 1975-02-14 1977-01-05
DE3310117A1 (en) * 1982-04-05 1983-10-06 Maxwell Lab METHOD FOR PHOTOCHEMICAL DISINFECTION
CA1198482A (en) * 1982-04-14 1985-12-24 Thaddeus A. Wojcik Laser decontamination method
JPS61242273A (en) * 1985-04-18 1986-10-28 株式会社フジタ Method and apparatus for cutting reinforced concrete structure
JPS63241399A (en) * 1987-03-30 1988-10-06 株式会社東芝 Laser decontaminator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Заявка ЕПВ N 0091646, кл. G 21 F 9/00, 1983. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468457C1 (en) * 2011-08-03 2012-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" Method for removing radioactive film from object surface
RU2619692C1 (en) * 2016-05-24 2017-05-17 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Волоконно-Оптического и Лазерного Оборудования" Method of laser cleaning metals
RU2724106C1 (en) * 2019-03-22 2020-06-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение наук Институт проблем машиноведения Российской академии наук (ИПМаш РАН) Metal surfaces decontamination method

Also Published As

Publication number Publication date
FR2678418B1 (en) 1994-08-05
EP0520847B1 (en) 1996-02-07
EP0520847A1 (en) 1992-12-30
CZ191892A3 (en) 1993-01-13
ZA924699B (en) 1993-12-27
CZ284233B6 (en) 1998-09-16
TW232070B (en) 1994-10-11
ES2082401T3 (en) 1996-03-16
FR2678418A1 (en) 1992-12-31
DE69208161D1 (en) 1996-03-21
DE69208161T2 (en) 1996-07-04
CA2070265A1 (en) 1992-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2084976C1 (en) Method and device for laser treatment of surfaces
US5780806A (en) Laser ablation system, and method of decontaminating surfaces
US6288362B1 (en) Method and apparatus for treating surfaces and ablating surface material
CA1198482A (en) Laser decontamination method
EP0765523B1 (en) Removing contamination
US5986234A (en) High removal rate laser-based coating removal system
US6288358B1 (en) Mobile laser peening system
US8330073B2 (en) Method and device for laser ablation of a surface coating from a wall, such as a coat of paint in a nuclear plant
KR102314806B1 (en) Laser cleaning device inside metal tube
RU2038572C1 (en) Device for decontaminating internal wall of piping of similar section of nuclear plant steam generator
WO1999037363A1 (en) Method for treating materials, especially biological tissues, using light induction and device for realising the same
RU2084978C1 (en) Method and device for laser decontamination of surfaces
US20120053387A1 (en) Surface-cleaning method and device using a laser beam
KR102071136B1 (en) The remote hybrid cuttingdevice combining a oxygen cuttingand a laser cuttingfor a thick plate
KR102458861B1 (en) Underwater laser cleaning apparatus
JPH04316000A (en) Method for dismantling nuclear reactor using laser beam
RU2756175C1 (en) Robotic laser complex and method of dismantling metal structures of npp
KR102147042B1 (en) Convergence Cutting Device and Metod for Metal Cutting
CN207082715U (en) Vacuum deck-piercing apparatus for optical fiber laser
RU2037342C1 (en) Method of cleaning surfaces of materials, device used
JP2773785B2 (en) Laser decontamination method and decontamination equipment
KR102150795B1 (en) Remote hybrid cutting device for heterogeneous metal cutting
Bindra et al. Applications of high power solid state lasers in nuclear power programme
Filgas Advances in high power cw YAG lasers and fiberoptic beam delivery
JP2002001558A (en) Yag laser cutting device for radiation pollutant disposal equipment