RU2210123C2 - Способ очистки металлических поверхностей от радиоактивных загрязнений - Google Patents
Способ очистки металлических поверхностей от радиоактивных загрязнений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2210123C2 RU2210123C2 RU2001128633A RU2001128633A RU2210123C2 RU 2210123 C2 RU2210123 C2 RU 2210123C2 RU 2001128633 A RU2001128633 A RU 2001128633A RU 2001128633 A RU2001128633 A RU 2001128633A RU 2210123 C2 RU2210123 C2 RU 2210123C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- film
- composition
- radionuclides
- decontamination
- forming composition
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к ядерным технологиям, а именно к дезактивации металлических поверхностей, загрязненных прочнофиксированными радионуклидами. Сущность изобретения: способ очистки металлических поверхностей, загрязненных радионуклидами, включает стадию формирования на очищаемой поверхности легкосъемной полимерной пленки, образующейся после нанесения пленкообразующей композиции. В состав пленкообразующей композиции входят водорастворимый пленкообразователь, пластификатор, поверхностно-активное вещество, а также минеральные кислоты в количестве, обеспечивающем рН раствора в области 0,5-2. Процесс дезактивации проводят при анодной поляризации обрабатываемой поверхности с плотностью проходящего тока 0,2-7,5 А/дм2. Затвердевшую полимерную пленку удаляют вместе с фиксированными в ней радионуклидами. Преимущества изобретения заключаются в том, что оно позволяет осуществлять глубокую очистку металлических поверхностей от радиоактивных загрязнений без образования жидких отходов. 2 з.п.ф-лы, 5 табл.
Description
Изобретение относится к ядерным технологиям, в частности к дезактивации металлических поверхностей, загрязненных прочнофиксированными радионуклидами. В настоящее время в связи с возрастанием объема радиоактивных отходов, подлежащих длительному хранению или окончательному захоронению, требования, предъявляемые к способам дезактивации, в том числе металлических поверхностей, становятся более жесткими: наряду с тем, что способ должен быть эффективным, радиационно безопасным, в процессе его осуществления количество генерируемых отходов, подлежащих дальнейшей переработке, должно быть, по возможности, минимальным. Образовавшиеся же вторичные отходы должны быть технологичными в плане обращения с ними. В последние годы все большее применение находят "сухие" способы дезактивации, при осуществлении которых не образуются жидкие отходы. Эффективным средством сухой очистки металлических поверхностей от радиоактивных загрязнений являются легкосъемные пленки специального состава. Пленки образуются непосредственно на поверхности металла после нанесения на нее слоя исходной пленкообразующей композиции.
Подбором состава компонентов пленкообразующей композиции пленкам придают необходимые свойства.
Составы, рекомендованные к внедрению для сухой дезактивации металлических поверхностей, разнообразны. Компонентами, входящими практически во все композиции, являются пленкообразователь, пластификатор и поверхностно-активное вещество (ПАВ). В ряде случаев могут быть введены также комплексообразователи, растворители, сорбенты, наполнители, в зависимости от природы основного компонента - вещества, формирующего пленку. Основой пленкообразующих композиций, используемых для сухой очистки металлических поверхностей, служат: натуральные или синтетические латексы; органические растворители; водноэмульсионные или водорастворимые полимерные материалы.
Композиции на основе латексов дороги, а также требуют введения в состав пленкообразующей композиции взрыво- и пожароопасных органических растворителей.
Токсичность и повышенная пожароопасность является существенным недостатком композиций на основе органических растворителей.
Наибольшее распространение для дезактивации металлических поверхностей с помощью легкосъемных полимерных пленок получили композиции на основе водорастворимых полимерных пленкообразователей.
В состав на основе водорастворимых пленкообразователей входят (помимо последнего): пластификатор, ПАВ, а также могут быть добавлены комплексообразователи.
Способ очистки металлических поверхностей, загрязненных радионуклидами, с помощью формирования на них легкосъемной полимерной пленки путем нанесения на очищаемые поверхности пленкообразующего состава на основе водорастворимого пленкообразователя позволяет получать дезактивирующие пленки, которые сорбируют и прочно удерживают радионуклиды по всему объему пленки, обладают оптимальной адгезией - удерживаются на поверхности и в то же время легко удаляются по мере необходимости, имеют достаточную прочность и эластичность. Введение комплексообразователя, пластификатора, минеральных кислот в определенных пределах в состав водного раствора пленкообразователя не приводит к разрушению полимерной основы образующегося покрытия [1, 2]. Однако при использовании данного способа полностью удаляются только нефиксированные и, частично, слабофиксированные радиоактивные загрязнения.
Известно, что десорбция радионуклидов с металлической поверхности возрастает с повышением их положительного потенциала при прохождении тока [1].
На принципе анодной поляризации основано большинство описанных в литературе способов электрохимической дезактивации. Загрязненная поверхность служит анодом, катод представляет собой пластины из металла, стойкого в электролите.
Хорошие результаты по дезактивации и обеспечению нужной чистоты поверхности различных металлов получают при использовании электролитов на основе серной, фосфорной и азотной кислот.
Электрохимические способы позволяют провести интенсивную, полную дезактивацию металлических поверхностей независимо от состава кислотного электролита и загрязнений (при определенных электрических параметрах процесса). Однако большие объемы жидких радиоактивных отходов электрохимического процесса делают способ радиационно-опасным и экономически невыгодным, поскольку генерируемые вторичные отходы требуют значительных затрат на дальнейшую переработку.
Задачей предлагаемого изобретения является создание способа очистки металлических поверхностей от радиоактивных загрязнений, обеспечивающего повышение эффективности дезактивации за счет удаления радионуклидов прочнофиксированных в структуре поверхностного слоя очищаемой поверхности. Кроме того, задачей изобретения является создание способа дезактивации металлических поверхностей, который наряду с глубокой дезактивацией давал бы в процессе своего осуществления минимальное количество вторичных отходов.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе очистки металлических поверхностей от радиоактивных загрязнений, включающем формирование на очищаемых поверхностях легкосъемных полимерных пленок путем нанесения пленкообразующей композиции, в состав которой входят водорастворимый пленкообразователь, пластификатор, ПАВ, и удаление образовавшейся полимерной пленки с фиксированными в ней радионуклидами. Особенность предлагаемого способа состоит в том, что в процессе очистки металлических поверхностей от радиоактивных загрязнений осуществляют анодную поляризацию очищаемой поверхности, при этом полимеризующаяся композиция сочетает в себе свойства пленкообразующего состава и электролита. Для усиления электрохимической составляющей процесса в состав композиции вводят минеральные кислоты (H2SО4, и/или Н3РО4, и/или HNO3) в количестве, достаточном для того, чтобы рН раствора составляла 0,5-2. При значении рН раствора менее 0,5 поверхностный слой стравливается недостаточно, что снижает эффективность дезактивации, а при значении рН, превышающем 2, возможно сшивание полимера, входящего в пленкообразующую композицию, что приводит к увеличению адгезии пленки к металлической поверхности.
Нанесение пленкообразующей композиции осуществляют при поляризации обрабатываемых металлических поверхностей с плотностью тока от 0,2 до 7,5 А/дм2. При плотности тока, меньшей 0,2 А/дм2, снижается скорость процесса, а при плотности тока, превышающей 7,5 А/дм2, снижается его эффективность за счет побочных процессов (например, газовыделения на электродах).
В раствор пленкообразующего состава, по одному из частных вариантов, добавляют комплексообразующее вещество, например щавелевую кислоту, которое связывает продукты электрохимических реакций, а также препятствует сшиванию полимера, уменьшая тем самым адгезию образованной полимерной пленки к металлической поверхности.
В результате решения данных задач достигается технический результат, заключающийся в повышении эффективности дезактивации за счет того, что электрохимическая обработка очищаемой поверхности инициирует переход прочнофиксированных загрязнений в раствор пленкообразующей композиции. Формирование же на заключительной стадии полимерной пленки, в которой фиксированы радионуклиды, позволяет избежать образования жидких отходов.
Оценка эффективности пленкообразующей композиции как электролита и пленкообразователя проводилась в лабораторных условиях. В качестве водорастворимого пленкообразователя использовали поливиниловый спирт (ЛВС), пластификатора - глицерин. Составы пленкообразующих растворов, электрические параметры электрохимических процессов и результаты обработки нержавеющей стали представлены в таблице 1. Из приведенных данных следует, что все исследуемые составы обеспечивают съем металла, необходимый для глубокой дезактивации нержавеющей стали. Эксперименты показали также, что наиболее оптимальными параметрами анодной обработки являются: плотность тока (0,2 -7,5 А/дм2); напряжение (5-20 В); время обработки, которое при таком электрическом режиме составляет около 5 мин.
Вязкость пленкообразующих композиций, выбранных для оценки эффективности способа, определялась с помощью вискозиметра ВЗ-4. Установлено, что время истечения указанных композиций составляет при 20oС 46±1 сек, а при 40oС - (38±1 сек). Данная вязкость позволяет наносить исходную композицию как наливом, так и более экономичным распылением. При расходе пленкообразующей композиции в 0,25-0,5 кг/м2 толщина образующегося покрытия составляет 90-110 мкм, что обеспечивает достаточно легкое удаление отработанного покрытия с поверхности металла.
При указанном расходе пленкообразующей композиции время образования покрытия составляет 4-8 часов при нормальных условиях. Определение величины адгезии образовавшихся пленок проводилось по методике, описанной А.А. Берлиным и В. Е. Басиным в книге "Основы адгезии полимеров", Москва, "Химия", 1969.
При вышеуказанных параметрах расхода, температуры, влажности воздуха величина адгезии образовавшихся пленок на поверхности неактивной нержавеющей стали составляет 0,5-1,0 кг/м2.
Для оценки эффективности дезактивации с помощью предлагаемого способа использовали следующие композиции:
1) 10 мас.% ПВС + 15 мас.% Н3РО4 + 3 мас.% глицерина + 0,1 мас.% ПАВ;
2) 10 мас.% ПВС + 5 мас.% H2SО4 + 3 мас.% глицерина + 0,1 мас.% ПАВ;
3) 10 мас.% ПВС + 15 мас.% Н3РО4 + 5 мас.% H2SO4 + 0,1 мас.% ПАВ;
4) 1 мас.% H2SО4 +10 мас.% ПВС +0,1 мас.% ПАВ + 1 мас.% Н2С2О4 + 3 мас.% глицерина,
при этом рН растворов составляла 0,5-2.
1) 10 мас.% ПВС + 15 мас.% Н3РО4 + 3 мас.% глицерина + 0,1 мас.% ПАВ;
2) 10 мас.% ПВС + 5 мас.% H2SО4 + 3 мас.% глицерина + 0,1 мас.% ПАВ;
3) 10 мас.% ПВС + 15 мас.% Н3РО4 + 5 мас.% H2SO4 + 0,1 мас.% ПАВ;
4) 1 мас.% H2SО4 +10 мас.% ПВС +0,1 мас.% ПАВ + 1 мас.% Н2С2О4 + 3 мас.% глицерина,
при этом рН растворов составляла 0,5-2.
Дезактивацию осуществляли следующим образом. Образцы нержавеющей стали 12Х18Н10Т (пластины размером 20 x 20 мм) перед загрязнением обезжиривали в водном растворе ПАВ, промывали дистиллированной водой, высушивали на воздухе и протирали тампоном, смоченным в этиловом спирте.
Подготовленные образцы активировались капельным нанесением азотнокислого раствора радионуклидов 239Рu, 137Cs, 90Sr до уровня 1,103-9,103 Бк/см2. Аликвоту раствора наносили на поверхность образца и высушивали при комнатной температуре в течение 1 месяца в эксикаторе. Слабофиксированные загрязнения удаляли влажным тампоном, после чего образцы вновь высушивали.
Дезактивацию указанными составами проводили в нормальных условиях при анодной поляризации. Режимы электрохимической обработки соответствовали режимам, которые были определены в качестве оптимальных при оценке эффективности пленкообразующих составов (см. выше).
В качестве катода использовали пластины из нержавеющей стали размером 20 x 20 мм.
Образовавшаяся полимерная пленка удалялась с образцов с небольшим усилием. Измерение уровней радиоактивного загрязнения образцов до и после дезактивации осуществлялось с помощью радиометра СПАР. Эффективность дезактивации оценивалась по величине коэффициента дезактивации Кд=Аисх/Aкон, где Аисх и Акон - активность образцов до и после дезактивации.
Результаты дезактивации образцов из нержавеющей стали, загрязненных Cs, Sr и Pu, с применением предложенного способа представлены в таблицах 2-5.
Таким образом, использование способа позволяет значительно повысить эффективность очистки металлических поверхностей по сравнению со способами пленочной дезактивации за счет удаления прочнофиксированных радионуклидов. По сравнению со способами электрохимической дезактивации предложенный способ позволяет снизить экологическую опасность технологического процесса за счет предотвращения образования жидких отходов и снизить экономические затраты на переработку вторичных отходов, генерируемых при осуществлении способа.
Способ предназначен для использования при очистке оборудования ЯЭУ, установок радиохимических производств, а также оборудования промышленных предприятий, загрязненного в результате чрезвычайных ситуаций. Способ может быть осуществлен с помощью оборудования, используемого в электрохимическом производстве.
Источники информации
1. Шведов В.П. и др. "Ядерная технология". Москва, Атомиздат, 1979, стр. 316-317, 323-326.
1. Шведов В.П. и др. "Ядерная технология". Москва, Атомиздат, 1979, стр. 316-317, 323-326.
2. Зимон А.Д. и др. "Дезактивация". Москва, Атомиздат, 1994, стр.194-195.
Claims (3)
1. Способ очистки металлических поверхностей от радиоактивных загрязнений, включающий формирование легкосъемных полимерных покрытий на очищаемых поверхностях путем нанесения на них пленкообразующей композиции, в состав которой входят водорастворимый пленкообразователь, пластификатор и поверхностно-активное вещество, и удаление образовавшейся полимерной пленки с фиксированными в ней радионуклидами, отличающийся тем, что в состав композиции вводят минеральные кислоты в количестве, обеспечивающем рН раствора в области 0,5-2, а процесс очистки металлических поверхностей осуществляют при анодной поляризации этой поверхности с плотностью тока в 0,2-7,5 А/дм2.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пленкообразующую композицию наносят на очищаемую поверхность, находящуюся под анодным потенциалом.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в состав пленкообразующей композиции вводят комплексообразующее вещество, например щавелевую кислоту.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001128633A RU2210123C2 (ru) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | Способ очистки металлических поверхностей от радиоактивных загрязнений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001128633A RU2210123C2 (ru) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | Способ очистки металлических поверхностей от радиоактивных загрязнений |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001128633A RU2001128633A (ru) | 2003-06-20 |
RU2210123C2 true RU2210123C2 (ru) | 2003-08-10 |
Family
ID=29245955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001128633A RU2210123C2 (ru) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | Способ очистки металлических поверхностей от радиоактивных загрязнений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2210123C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448380C1 (ru) * | 2010-10-19 | 2012-04-20 | Государственное унитарное предприятие города Москвы-объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (ГУП Мос НПО "Радон") | Установка для электрохимической дезактивации металлических поверхностей |
RU2502567C1 (ru) * | 2012-07-27 | 2013-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" | Способ удаления металлических покрытий с поверхности деталей из радиоактивного химически активного металла |
RU2559291C2 (ru) * | 2013-12-03 | 2015-08-10 | Закрытое акционерное общество "Экомет-С" | Способ удаления прочнофиксированных радиоактивных загрязнений |
RU2638162C1 (ru) * | 2017-03-06 | 2017-12-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Композиция для пылеподавления и локализации продуктов горения после тушения пожара с радиационным фактором |
-
2001
- 2001-10-24 RU RU2001128633A patent/RU2210123C2/ru active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЗИМОН А.Д., ПИКАЛОВ В.К. Дезактивация. - М.: Атомиздат, 1994, с.194-195. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448380C1 (ru) * | 2010-10-19 | 2012-04-20 | Государственное унитарное предприятие города Москвы-объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (ГУП Мос НПО "Радон") | Установка для электрохимической дезактивации металлических поверхностей |
RU2502567C1 (ru) * | 2012-07-27 | 2013-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" | Способ удаления металлических покрытий с поверхности деталей из радиоактивного химически активного металла |
RU2559291C2 (ru) * | 2013-12-03 | 2015-08-10 | Закрытое акционерное общество "Экомет-С" | Способ удаления прочнофиксированных радиоактивных загрязнений |
RU2638162C1 (ru) * | 2017-03-06 | 2017-12-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Композиция для пылеподавления и локализации продуктов горения после тушения пожара с радиационным фактором |
US10991475B2 (en) | 2017-03-06 | 2021-04-27 | State Atomic Energy Corporation “Rosatom” On Behalf Of The Russian Federation | Composition for dust suppression and containment of radioactive products of combustion |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5197371B2 (ja) | 表面を除染するための吸引可能ゲルおよびその使用 | |
CN100524558C (zh) | 一种铝电解电容器用低压阳极箔及其制造方法 | |
CN103668380B (zh) | 一种电化学加工用电极的双膜侧壁绝缘方法 | |
CN107217248A (zh) | 不锈钢钝化液及其钝化新工艺 | |
JP3894950B2 (ja) | アルミニウムまたはアルミニウム合金の処理 | |
KR100944596B1 (ko) | 애노드 산화 코팅 제거제 조성물 및 애노드 산화 코팅의제거 방법 | |
RU2210123C2 (ru) | Способ очистки металлических поверхностей от радиоактивных загрязнений | |
US20050159087A1 (en) | Method for the creation of highly lustrous surfaceson aluminum workpieces | |
EP0185393B1 (de) | Verfahren zum Dekontaminieren der Oberfläche eines Gegenstands | |
CN113403671A (zh) | 一种金属合金表面微弧清洗方法及应用 | |
US5507926A (en) | Electrolytically assisted paint removal from a metal substrate | |
US6669786B2 (en) | Self-healing non-chromate coatings for aluminum and aluminum alloys | |
CS207731B2 (en) | Method of preliminary treating for ammeliorating the adhesion of the varnish on the metal sheet | |
US5120369A (en) | Hazardous material removal using strippable coatings | |
CN110129855A (zh) | 一种铝合金防腐的表面处理方法 | |
JPS61200497A (ja) | 放射性物質による汚染の除去方法 | |
Santana et al. | Use of alumina sludge arising from an electrocoagulation process as functional mesoporous microcapsules for active corrosion protection of aluminum | |
US4194929A (en) | Technique for passivating stainless steel | |
RU2017244C1 (ru) | Способ дезактивации поверхностей из нержавеющей стали | |
CN106635443A (zh) | 清洗剂及其使用方法 | |
US3827919A (en) | Beryllium surface treatment | |
RU2001128633A (ru) | Способ очистки металлических поверхностей от радиоактивных загрязнений | |
KR950018669A (ko) | 피복절삭공구용 모재의 표면처리 방법 | |
CN111847601A (zh) | 一种电化学电极用于去除有机物的阳极涂层配方 | |
JPS56109458A (en) | Manufacture of flat battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111025 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20131027 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20131101 |