RU2104846C1 - Способ очистки поверхности материалов - Google Patents
Способ очистки поверхности материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2104846C1 RU2104846C1 RU96103528A RU96103528A RU2104846C1 RU 2104846 C1 RU2104846 C1 RU 2104846C1 RU 96103528 A RU96103528 A RU 96103528A RU 96103528 A RU96103528 A RU 96103528A RU 2104846 C1 RU2104846 C1 RU 2104846C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cleaning
- evaporation
- radiation
- materials
- decontamination
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cleaning In General (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к области лазерной технологии и может быть использовано при дезактивации металлических конструкций и трубопроводов АЭС при снятии их с эксплуатации. Способ очистки поверхности материалов включает подачу лазерного излучения на обрабатываемую поверхность, лазерное излучение выбирают импульсно-периодического режима с модуляцией добротности резонатора, обеспечивающего плотность мощности на обрабатываемой поверхности, достаточной для возникновения процессов испарения наиболее тугоплавких соединений материалов, входящие в состав оксидной пленки, с абляцией продуктов испарения с обрабатываемой поверхности потоком газа, направление движения которого совпадает с направлением очистки поверхности материала. 1 табл., 2 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области лазерной технологии и может быть использовано при дезактивации металлических конструкции и трубопроводов АЭС при снятии их с эксплуатации.
Известен способ очистки поверхности металла [1].
Однако этот способ не позволяет снимать оксидные пленки о металлических поверхностей. Именно в таких пленках накапливаются радионуклиды в отложениях на внутренних поверхностях оборудования АЭС.
Известный способ очистки обеспечивает режим плавления, а не испарения, что не приводит к устранению радиоактивных оксидных пленок, и не обеспечивает тем самым снижение уровня радиационной активности.
Известен также электрохимический способ дезактивации углеродистых сталей [2].
Однако этот способ, во-первых, приводит к накоплению больших объемов радиоактивном, химически агрессивной жидкости, требующей хранения и последующей дезактивации, что в свою очередь представляет сложную и дорогостоящую проблему, во-вторых, не позволяет производить дезактивацию эастойных полостей, имеющихся в реакторных установках.
Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является способ очистки поверхности материалов, включающий подачу лазерного излучения на обрабатываемую поверхность изделия в нейтральной газовой среде с давлением от 10 до 40 атм. [3].
Однако этот способ, хотя и не приводит к образованию окислов на металлических поверхностях, тем не менее требует специального оборудования и не удаляет радиационные оксидные пленки с поверхностей и может сопровождаться деструкцией поверхностного слоя на большой глубине (до 200-300 мкм).
Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является дистанционная дезактивация от радиоактивных отложений металлических поверхностей путем удаления с них радиоактивных оксидных пленок без деструкции обрабатываемого материала.
Технический результат достигается тем, что в известном способе очистки поверхности материалов, включающем подачу лазерного излучения на обрабатываемую поверхность, лазерное излучение выбирают импульсно- периодического режима с модуляцией добротности резонатора, обеспечивающего плотность мощности на обрабатываемой поверхности, достаточную для возникновения на поверхности процессов испарения и абляции наиболее тугоплавких соединений металлов, входящих в состав оксидной пленки, при этом удаление продуктов испарения и абляции с обрабатываемой поверхности производят потоком газа или смесью газов, направление движения которого совпадает с направлением очистки поверхности материала лазерным излучением.
На фиг. 1 показана блок-схема экспериментальной установки, реализующей предложенный способ, где 1 - задающий генератор, 2 - согласующий телескоп, 3 - усилитель (квантрон), 4 - линза, 5 - блок наведения на обрабатываемую поверхность, 6 - обрабатываемая поверхность материала; на фиг. 2 представлена схема экспериментальной системы поглощения радиоактивных аэрозолей, удаляемых смесью газов.
Механизм предложенного способа очистки поверхности материалов заключается в следующем.
Задающий генератор 1, представляющий из себя серийный твердотельный лазер, работающий в импульсно-периодическом режиме с модуляцией добротности резонатора, излучает лазерный пучок с однородным распределением интенсивности по сечению. Это излучение проходит через согласующий телескоп 2 и поступает на усилительную линейку 3. Последняя представляет из себя типовые серийные квантроны 3 типа К-301В. Количество квантронов определяется требуемым уровнем плотности мощности излучения на поверхности металлического образца, которая в свою очередь зависит от максимальной температуры испарения наиболее тугоплавких соединений металлов, входящих в состав оксидной пленки. В результате воздействия лазерного излучения на металлический образец 6 на его поверхности возникают процессы испарения и абляции радиоактивной оксидной пленки. С целью предотвращения повторного осаждения удаленных продуктов коррозии на обрабатываемую поверхность, образец обдувается потоком газа, направление движения которого совпадает с направлением очистки. Для обеспечения радиационной безопасности и сбора для последующею утилизации радионуклидов, этот поток направляется в систему сорбции на фильтрах (фиг. 2).
В процессе исследований эффекта взаимодействия лазерного излучения с поверхностью различных металлов изменились: длительность импульсов; длина волны излучения; частота следования импульсов; диаметр области взаимодействия пучка; скорость движения пучка относительно обрабатываемой поверхности.
Предложенный способ позволит при снятии АЭС или отдельного оборудования с эксплуатации улучшить экологический фон среды, в которой находится очищаемая поверхность; обеспечить дезактивацию застойных зон реакторных конструкций, недоступных для обработки известными способами; достигнуть высокой степени дезактивации вплоть до естественного радиационного фона и использовать очищенный металл в промышленности.
Некоторые результаты испытаний предложенного способа представлены в таблице.
В качестве образцов 1 и 2 были взяты образцы стали марки 08Х18Н10Т с реальной пленкой радиоактивных продуктов коррозии - верхняя часть стояка канала РБМК Игналинской АЭС.
Данные таблицы показывают, что предлагаемый способ очистки (дезактивации) поверхности материалов сравнимы с лучшими результатами, получаемыми при химической дезактивации.
Помимо очистки поверхности материалов от радиационной оксидной пленки, реализация предлагаемого способа позволяет осуществить:
- возможность дистанционной (до нескольких метров) дезактивации;
- возможность дистанционной резки снятых о эксплуатации металлоконструкций с предварительной их дезактивацией.
- возможность дистанционной (до нескольких метров) дезактивации;
- возможность дистанционной резки снятых о эксплуатации металлоконструкций с предварительной их дезактивацией.
Источники информации
1. Патент Франции N 2403860 кл. B 23 K 7/06, 1981 г.
1. Патент Франции N 2403860 кл. B 23 K 7/06, 1981 г.
2. Авт.св. СССР N 650360, 1977 г.
3. Авт. св. СССР N 1127775, B 28 D 1/00, В 23 К 7/06 (прототип).
Claims (1)
- Способ очистки поверхности материалов, включающий облучение лазерным излучением обрабатываемой поверхности, отличающийся тем, что лазерное облучение проводят в импульсно-периодическом режиме с модуляцией добротности резонатора, обеспечивающего плотность мощности на обрабатываемой поверхности, достаточную для возникновения процессов испарения наиболее тугоплавких соединений материалов, входящих в состав оксидной пленки, с абляцией продуктов испарения с обрабатываемой поверхности потоком газа, направление движения которого совпадает с направлением очистки поверхности материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96103528A RU2104846C1 (ru) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | Способ очистки поверхности материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96103528A RU2104846C1 (ru) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | Способ очистки поверхности материалов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96103528A RU96103528A (ru) | 1996-11-20 |
RU2104846C1 true RU2104846C1 (ru) | 1998-02-20 |
Family
ID=20177290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96103528A RU2104846C1 (ru) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | Способ очистки поверхности материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2104846C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005005707B3 (de) * | 2005-01-31 | 2006-02-02 | Technische Universität Dresden | Verfahren und Einrichtung zur Bearbeitung von Objektoberflächen |
DE102005005709A1 (de) * | 2005-01-31 | 2006-08-17 | Technische Universität Dresden | Verfahren und Einrichtung zur Bearbeitung von Materialoberflächen |
EA013442B1 (ru) * | 2007-12-19 | 2010-04-30 | Эрбус Эспанья, С. Л. | Способ подготовки и чистки элементов оснастки, используемой для изготовления компонентов из композиционных материалов, и соответствующее устройство |
RU2445175C1 (ru) * | 2010-06-28 | 2012-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр лазерных технологий" (ООО "ЦЛТ") | Способ поверхностной лазерной обработки и устройство для его осуществления |
RU2668619C1 (ru) * | 2017-08-14 | 2018-10-02 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Способ лазерной очистки поверхности |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109226100B (zh) * | 2018-09-17 | 2021-02-05 | 中国科学院半导体研究所 | 用于脉冲抽运的调q激光清洗的扫描信号控制方法 |
-
1996
- 1996-02-21 RU RU96103528A patent/RU2104846C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005005707B3 (de) * | 2005-01-31 | 2006-02-02 | Technische Universität Dresden | Verfahren und Einrichtung zur Bearbeitung von Objektoberflächen |
DE102005005709A1 (de) * | 2005-01-31 | 2006-08-17 | Technische Universität Dresden | Verfahren und Einrichtung zur Bearbeitung von Materialoberflächen |
DE102005005709B4 (de) * | 2005-01-31 | 2009-06-10 | Technische Universität Dresden | Einrichtung zur Bearbeitung von Materialoberflächen |
EA013442B1 (ru) * | 2007-12-19 | 2010-04-30 | Эрбус Эспанья, С. Л. | Способ подготовки и чистки элементов оснастки, используемой для изготовления компонентов из композиционных материалов, и соответствующее устройство |
RU2445175C1 (ru) * | 2010-06-28 | 2012-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр лазерных технологий" (ООО "ЦЛТ") | Способ поверхностной лазерной обработки и устройство для его осуществления |
RU2668619C1 (ru) * | 2017-08-14 | 2018-10-02 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Способ лазерной очистки поверхности |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU96103528A (ru) | 1996-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5780806A (en) | Laser ablation system, and method of decontaminating surfaces | |
EP0091646B1 (en) | Laser decontamination method | |
JP2007181830A (ja) | 紫外線レーザビームによって物体を清掃または汚染除去するための方法および装置 | |
GB2169496A (en) | Cleaning metal surfaces | |
RU2104846C1 (ru) | Способ очистки поверхности материалов | |
CN101123999A (zh) | 成型部件的表面的激光净化 | |
JP2007315995A (ja) | 放射性同位元素に汚染された表面近傍部位を非熱的レーザー剥離を用いて再溶融無く、再拡散無く、且つ再汚染無く除染する方法とその装置 | |
JP2615362B2 (ja) | レーザによる表面付着物の除去方法及び装置 | |
Wang et al. | Laser decontamination microscopic process study on radioactive contaminations with Cs+ ion of 304 stainless steel surface | |
US6444097B1 (en) | Radioactive decontamination | |
JP3268052B2 (ja) | 水中レーザー加工装置 | |
KR20120066957A (ko) | 레이저 제염 시 제염성능을 향상시키는 방법 | |
Li | The potential role of high-power lasers in nuclear decommissioning | |
RU2037342C1 (ru) | Способ очистки поверхности материалов и устройство для его осуществления | |
Atanassova et al. | Laser removal of chlorine from historical metallic objects | |
JP2022550787A (ja) | 液体媒体中でのレーザー照射を用いたガスを含有する金属部品の除染方法 | |
DE102005005709B4 (de) | Einrichtung zur Bearbeitung von Materialoberflächen | |
Milijanic et al. | Possibilities of a metal surface radioactive decontamination using a pulsed CO2 laser | |
Stipp et al. | Surface contaminants’ incorporation after nanosecond laser ablation | |
Polić et al. | Laser cleaning of corrosion, efficient and environmentally friendly method | |
Walters et al. | Laser removal of contaminant films from metal surfaces | |
RU2319238C2 (ru) | Способ удаления радиоактивной пленки с поверхностей объекта | |
Slipchenko et al. | Application of laser technology for decontamination of steels and alloys used in nuclear power industry | |
JPS6333116B2 (ru) | ||
SU1754180A1 (ru) | Способ осаждени аэрозолей |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090222 |