SE532592C2 - Metod för att avlägsna andra fasens niobiumpartikelavlagringar från etsade zirkonium-niobiumlegeringar samt en komposition därför - Google Patents

Description

532 592 snabbare än den hos AFP så att stora mängder av extremt små, svarta partiklar frisläpps i etsningsyran under etsningsmetoden. Olyckligtvis när legeringen avlägsnas från etsningssyran, även efter noggrann sköljning, kan ytan vara mattsvart på grund av en tjock beläggning av vidhäftande partiklar som inte släpper från metallytan under sköljning.

Detta material är känt inom fackområdet som rost (eng: smut) som kommer från dess liknelse till den svarta massa av små fungussporer med samma namn.

Generellt så före det att en niobium-zirkoniumtegering kan användas i en kärnreaktortillämpning, avlägsnas ”rostavlagringarna”; delvis för att ge klara, skinande produktytor och även för att förebygga senare möjlig frisläppande av sådana partiklar i reaktorkylvattnet och potentiell avlagring inuti reaktorn. På lätt åtkomliga utvändiga ytor, är inte avlägsnandet av AFP-avlagringar svår och kan utföras med vattenblästring eller mekanisk torkning med trasor eller svampar. Emellertid så innehåller många av reaktorns slutkomponenter interna ytor som inte är lättillgängliga, såsom insidan på bränslerör både för reaktorer med vattentryck (VT R) och reaktorer för kokande vatten (KVR), och insidan på kanallådor i KVR. Mekanisk rengöring av vissa invändiga ytor såsom släta cylindriska rör kan utföras genom att dra rengöringssvabbar genom komponenten, men andra små kanaler kan inte rengöras effektivt, och små sprickor kan inte alls nås.

En kemisk tvätt, som antingen skulle lösa upp AFP-avlagringar eller frigöra dem fràn metallytan, kan anses vara en lösning på detta problem. Emellertid kan inte upplösning av Zr-Nb- och Zr-Nb-Fe-andra fasens partiklar vara en möjlig lösning eftersom vilken som helst lösning som har kapacitet att attackera AFP kan också ha förmågan att attackera zirkoniumbakgrunden än mer aggressivt, vilket leder både till ytskador samt frislåppandet av än mer AFP från legeringen. Utvecklingen av en metod och komposition för att frigöra "rostavlagringarna” utan att lösa upp dem kan bero på identifiering av sättet som partiklarna är fästa vid ytan.

Således är en förbättrad metod för att effektivt avlägsna AFP från niobiuminnehållande zirkoniumlegeringar utan att skada materialets yta önskvärd.

SAMMANFATTNING AV UPPFlNNlNGEN Föreliggande uppfinning avser en metod för att avlägsna fastsittande andra-fasans- partikelavlagringar (AFP) rikhaltiga pà niobium från en yta på en etsad zirkonium- niobiumlegering, där nämnda metod innefattar att på ytan av nämnda legering applicera en komposition som innefattar alkalisk väteperoxid, ett metasilikat av en alkalirnetall och ett magnesiumsalt. 533 E92 Föreliggande uppfinning avser även en komposition för avlägsnandet av fastsittande andra-fasens-partikellavlagringar (AFP) rikhaltiga på niobium från en yta på en etsad zirkonium-niobiumlegering, där nämnda komposition innefattar väteperoxid, ett metasilikat av en alkalimetall och ett magnesiumsalt.

DETALJERAD BESKRlVNlNG AV DEN FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMEN Föreliggande uppfinning är inriktad på en metod och komposition för användning vid avlägsnandet av andra-fasans-partlkelavlagringar (AFP) rikhaltiga på niobium från ytan på etsat material av niobiuminnehållande zirkoniumlegering. Kompositionen inkluderar alkalisk väteperoxid, ett metasilikat av en alkalimetall och ett magnesiumsalt.

Utan at vara bundna till någon teori, tror man att som ett resultat av att en niobiuminnehållande zirkoniumlegering utsätts för en etsningsmetod, täcks det nyligen etsade zirkoniummetallen åtminstone delvis av ett tunt lager vatteninnehâllande zirkonia (ZrOz- x H20), ett resultat av elektrokemisk jämvikt mellan zirkoniummetallen och lågt pH- vatten. l det speciella fallet då x = 2, är vattenhaltig zirkonia stökiometriskt ekvivalent med zirkoniumtetrahydroxid, Zr(OH)4. Även om denna molekyl inte egentligen existerar, är det bekvämt att hänvisa till den som sådan häri. Detta skikt av zirkoniumhydroxid är mycket tunt, det kan vara endast nanometer i tjocklek, men är adhesivt till sin natur och kan orsaka de jämförbart små AFP att fästa vid legeringsytan.

Som det används häri, innebär termen ”AFP", AFP-avlagringaf' och liknande termer en beläggning av vidhäftande, matta svarta partiklar som inte lätt släpper från ytan på en zirkonium-niobiumlegering under sköljning. Termerna ”rost” och ”AFP” används likabetydande häri.

Metoden i föreliggande uppfinning inkluderar appliceringen av en kemisk komposition på ytan av ett etsat material av niobiuminnehållande zirkoniumlegering med avsikten att avlägsna AFP från ytan på legeringen. Som tidigare beskrivits, kan ett material av zirkoniumlegering etsas för att kontrollera ytkvalitén på legeringen och avlägsna föroreningar. Som ett resultat av etsningsmetoden frisläpps vanligen AFP i etsningslösningen och fäster vid legeringsytan. Ett sköljsteg kan utföras efter etsningsmetoden. Emeilertid, även efter sköljsteget så kan legeringsytan vara belagd med vidhäftande AFP. Således kan metoden i föreliggande uppfinning användas efter etsningsmetoden för att avlägsna vidhäftande AFP. Den kemiska kompositionen i metoden kan appliceras på legeringsytan omedelbart efter slutförandet av etsnings- och/eller sköljstegen eller relativt kort tid därefter. Efter appliceringen av den kemiska 532 592 kompositionen, kan ett valfritt skölisteg utföras på Iegeringsytan. lngen mekanisk torkning eller fysisk kontakt med Iegeringsytan krävs.

Den kemiska kompositionen inkluderar alkalisk väteperoxid, ett metasilikat av en alkalimetall och ett magnesiumsalt. Den alkaliska väteperoxiden kan vara effektiv i att avlägsna AFP fràn ytan på materialet av zirkoniumlegering utan att det resulterar i en skada (t ex skrapmärken och oxidationsfläckar) pâ materialytan. Väteperoxiden kan vara närvarande i den kemiska kompositionen i en mängd från 3 till 30 viktprocent baserat på vikten av kompositlonen. Emellertid är det allmänt accepterat inom teknikområdet att en komplikation av att använda alkalisk väteperoxid är dess katalytiska nedbrytning i närvaro av övergångsmetaller, speciellt i form av löstajoner och andra föroreningar. Således bryts väteperoxid ner vid förhöjt pH och är vanligtvis instabilt vid alkaliskt pH om det inte stabiliseras. Nârvaron av ett rnetasilikat av en alkalimetall kan vara användbar som stabiliseringsmedel i kompositionen. Det antas allmänt att ett metasilikat av en alkalimetall kan inaktivera joner av övergàngsmetaller och därmed minimera eller förebygga den katalytiska nedbrytningen av alkalisk väteperoxid i kompositionen. Metasilikatet av alkalimetallen kan även fungera som en alkalisk källa för att höja pH upp till där väteperoxiden är effektiv, och även mest effektiv för avlägsnande av AFP. Allmänt resulterar lägre mängder av alkalimetallsilikat i större Stabilisering av den kemiska kompositionen. Lämpliga exempel på metasilikat av alkalimetaller_som kan användas i den kemiska kompositionen i föreliggande uppfinning kan inkludera men är inte begränsade till natriummetasilikat, kaliummetasilikat och blandningar därav. När metasilikatet av alkalimetallen tillsätts i form av natriummetasilikat, Na2SiO3, kan det närvara i den kemiska kompositionen i en mängd från 2 till 12 viktprocent baserat på vikten av den kemiska kompositionen.

Vanligtvis kontrolleras pH i en peroxidlösning för att försäkra sig om dess effektivitet och dess kemiska stabilitet. Generellt är pH i väteperoxidlösningar surt men är allmänt svårt att förutsäga. Den kemiska kompositionen i föreliggande uppfinning bör ha ett pH som är tillräckligt högt så att när alkaliskt natriumrnetasilikat surgörs till under ett visst pH-värde, destabiliseras kiseln och systemet polymeriserar eller gelar. Emellertid är det också önskvärt att pH är tillräckligt lågt eftersom att vid högt pH är den kemiska kompositionen inte så effektiv, eller ineffektiv för att tvätta bort AFP från ytan på den niobiuminnehållande zirkoniumlegeringen. Vidare så är det önskvärt att pH i den kemiska kompositionen är sådant att kompositionen förblir stabil när den lagras. 532 592 l en utföringsform, vari väteperoxid är närvarande i den kemiska kompositionen i en mängd på 10 viktprocent och natriummetasilikat är närvarande i en mängd från 3 % till ,5 viktprocent, pH är i området fràn 10,0 till 10,7.

Det är önskvärt att stabilisera den alkaliska väteperoxiden för att bibehålla pH i kompositionen inom målområdet. Således, som tidigare antytts tillsätts metasilikat av en alkalimetall den kemiska kompositionen iföreliggande uppfinning. Det antas även att tillsatsen av ett magnesiumsalt till kompositionen ytterligare stabiliserar den alkaliska väteperoxiden genom att fånga övergångsmetaller genom in situ bildning av Mg(OH)2.

Närvaron av magnesiumsalt i den kemiska kompositionen kan ha åtminstone en av följande fördelar: kompositionen förblir i en mjuk och mindre sammanhängande gelform; kompositionen renar effektivt AFP från materialet; och magnesiumsaltet faller inte ut från lösningen när kompositionen tillåts stå under väsentliga tidsperioder. Lämpliga magnesiumsalter för användning i föreliggande uppfinning inkluderar men är inte begränsade till magnesiumnitrat och magnesiumsulfat. Magnesiumnitrat är att föredra för KVR-tillämpningar eftersom att sulfat utgör en risk för intergranulär stresskorrosionskrackelering i rostfritt stål eller lnconelkomponenter i KVR-reaktorer.

Vanligtvis bibehålls sulfatnivåerna i KVR-kylvatten lägre än 10 ppb för att förebygga intergranulâr stresskorrosionskrackelering.

Magnesiumsaltet kan närvara i den kemiska kompositionen i en mängd på åtminstone 0,04, eller från 0,20 till 1,0 viktprocent baserat på vikten av den kemiska kompositionen. l en utföringsform är magnesiumsulfat MgSO4 närvarande i en mängd på 1,0 viktprocent baserat på vikten av den kemiska kompositionen. Närvaron av magnesiurnsaltet i den kemiska kompositionen medför effektivare rengöring av ytan på den niobiuminnehållande zirkoniumlegeringen och medger att lösningen förblir effektiv under en utökad tidsperiod, så som åtminstone 500 timmar.

Metoden i föreliggande uppfinning inkluderar applicering av den kemiska kompositionen på ytan av en etsad och enligt val sköljd niobiuminnehållande zirkoniumlegering med hjälp av någon vanlig teknik känd inom teknikområdet för att applicera en gel eller lösning på en legeringsyta. En sådan teknik inkluderar, men begränsas inte till, hällning, torkning, borstning, rullning, doppning, tvättning med svamp och liknande. l utföringsformer vari den kemiska kompositionen appliceras på legeringsytan med hjälp av hällning, doppning eller liknande är appliceringen av den kemiska kompositionen effektiv för att tvätta komplexa metallformer där tillträde tiil ytor på insidan med borste, trasa eller andra mekaniska redskap är obekväma eller omöjliga. I en utföringsform där zirkoniumlegeringen som har AFP fästa vid sin yta, doppas i ett bad innehållande den 533 53.2 kemiska kompositionen i föreliggande uppfinning. Den kemiska kompositionen kan appliceras på ett stort antal material av niobiuminnehållande zirkoniurnlegeringar, inklusive men inte begränsat till de material som i allmänhet används i tillverkningen av komponenter i en kärnreaktor. Metoden i föreliggande uppfinning inkluderar även ett valfritt sköljsteg som följer efter applicering av den kemiska kompositionen, vari materialytan kan bringasi kontakt med vatten, såsom avjoniserat vatten.

Metoden i föreliggande uppfinning utförs vanligtvis vid omgivande temperatur. Medan förhöjda temperaturer kan skynda på metoden för avlägsnandet av AFP, kan sådana förhöjda temperaturer öka den potentiella risken för skada på legeringsytan.

När legeringsytan utsätts för den kemiska processen iföreliggande uppfinning, antas det att AFP löses upp i den kemiska kompositionen på grund av att en mörk färg som lämnas kvar i kompositionen omedelbart efter rengörningen försvinner efter en tidsperiod och kompositionen återgår till sin ursprungliga vita färg.

Föreliggande uppfinning är mer utförligt beskriven i följande icke-begränsande exempel som är avsett att endast vara illustrativt, eftersom ett flertal modifieringar och variationer därav kommer att vara uppenbara för fackmannen.

Som det används häri, innebär frasen ”Zirlo provbit" ett frimärksstort plåtprov av metallegerlngskomposition (från Westinghouse Electric Co. LLC, Pittsburg, PA) som används i teststudier, i vilken kompositionen innehåller tenn, järn och ungefär 1 % niobiurn.

För att kunna utveckla en kemisk komposition som har förmågan att frisläppa AFP från en komponent av zirkonim-niobiumlegering utan att lösa upp AFP (och således även lösa upp zirkoniumstommen) var det nödvändigt att identifiera sättet som AFP fäster vid ytan på en zirkonium-niobiumlegering. Hittills har preliminära studier utförts vid Westinghouse Electric Co. LLC Science and Technology Department (Pittsburgh, PA). Dessa studier visade att den nyligen etsade zirkoniummetallen var belagd med ett mycket tunt lager vattenhaltig zirkonia (ZrOz-x H20), som tros vara ett resultat av en elektrokemisk jämvikt mellan zirkoniummetall och vatten med lågt pH. I det specifika fallet där x=2, var vattenhaltig zirkonium stökiometriskt ekvivalent med zirkoniumtetrahydroxid: Zr(OH)4. Även om Zr(OH)4 egentligen kanske inte existerar, var det bekvämt att hänvisa till den som sådan. Detta skikt av zirkonium ”hydroxid” var mycket tunt dvs. nanometertjocklek, men var adhesivt och verkade uppföra sig som ett ”klister” vilket orsakade de ijämförelse små AFP att fästa vid metallytan på zirkonium-niobiumlegeringen.

Baserat på dessa upptäckter utfördes studier för att bestämma den optimala tvättlösningen med kapacitet att avlägsna zirkonium "hydroxid” ”klistret” från ytan på 5343 Såå zirkonium-niobiumlegeringar. Zirkonium ”hydroxid” har en extremt låg löslighet i vatten och ansågs inom teknikomràdet att vara löslig endast i ett fåtal substanser såsom mycket koncentrerad natrium- och/eller kaliumhydroxid, alkalisk väteperoxid, koncentrerade vätefluor-, svavel~ och oxalsyror och möjligen ammoniumkarbonat. (Blumenthal, WB., The Chemical Behavior of Zirconium, D. van Nostrand Co. inc., Princeton, NJ, 1958, pp. 191-193).

Exempel: Alkalisk peroxid testades först med hjälp av natriumhydroxid (NaOH) för alkanitet. Från det första kartläggningstestet, var det uppenbart att förhöjt pH skyndade på peroxidnedbrytning, som resulterade i omfattande gasutveckling och lödderi lösningen.

Titreringstester utfördes med hjälp av en standardmetod för titrering av väteperoxid (H2O2), för att bestämma hur snabbt (HZOZ) bröts ner under dessa förhållande. Varje lösning som testades innehöll 10 % H2O2, med varierande mängder NaOH och där resten är vatten. Det upptäcktes att 0.5 %, 1 %, och 10 % NaOH alla bröts ner snabbt. 0.5 % NaOH and 1 % NaOH-lösningarna resulterade i en våldsam reaktion när de initialt blandades med H2O2, och nästan 50 % av H2O2 bröts ner på endast några få timmar. Den %-iga NaOH lösningen bröts ner lite långsammare men på bara ungefär 50 timmar hade 50 % av väteperoxiden brutits ner.

Dessa lösningar testades för deras effektivitet i att avlägsna rost från Zirlo etsat i HNOß/HF etsningssyra följt av en sköljning i avjoniserat vatten. Den etsade Zirlo-provbiten doppades i de alkaliska peroxidlösningarna med endast mjuk skakning, men ingen mekanisk kontakt eller torkning. De var något så när effektiva på att rengöra rösten, svart rost frisläpptes synbart när Zirlo-provbiten sänktes ner. Emellertid så lämnades en matt, rökig finish kvar på Zirlo-provbiten. På grund av det sämre än acceptabla resultatet för avlägsnandet av rost och lnstabiliteten på lösningen, undersöktes och testades andra stabiliserade alkaliska peroxidblandningar.

Natriummetasilikat (NazSlOs) testades som stabiliseringsmedel för användning med väteperoxid. Som ursprungligen förberetts så innehöll alla lösningarna som diskuteras häri väteperoxid till10 % av vikten med varierande mängder av natriummetasilikat och resten var vatten.

Gelbildninq och pH för avläqsnandet av rost En mängd silikatiösningar innehållande från 2 % NagSiOg till 7 % NagSiOa, stegvis ökande med 0,5 % tillverkades för att bestämma ett pH-intervall för avlägsnandet av rost. Det observerades att de ursprungligen klara lösningarna innehållande 3 % ~ 5,5 % " 532 592 natriummetasilikat hade bildat kiselgeler när de fick stå över natten. Konsistensen på gelen var mjuk, och lösningen förblev flytande och kunde lätt pumpas. pH-intervallet i dessa geler var från 10,1 till 10,7 och gelerna var effektiva på att avlägsna rost när Zirlo- provbitar släpptes i dem.

Stabiliserin av eroxid med hal av Na SiOg Tester för livslängden hos peroxid utfördes pä lösningarna som hade NazSiOa koncentrationer på 3.0%, 335%, 4,0%, 4,5% och 5% av vikten. En lösning innehållande % H20; och 10% NaOH testades också. Medan den 10%-iga natriumhydroxidlösningen hade brutits ner till 90 % på 175 timmar, bröts den 3 %-iga natriummetasilikatlösningen endast ner till 50 % under samma tidslângd. Stabiliteten hos peroxiden var emellertid fortfarande inte så bra som skulle vara önskvärt för en kommersiell metod och, eftersom den sura väteperoxiden bröts ner, ökade pH och hade så småningom stigit över det maximala värdet för kiselgelsintervallet (10,1 < pH< 10,7) och var inte längre effektiv på att rengöra rost från Zirlo-prcvbitarna. gH-stabilitet i NagSiOë-HaOa lösningar Ytterligare livsiängdstester utfördes pà 20%, 25%, and 3.0% NazSiOs lösningar. Både pH och H2O2 kompositioner mättes med avseende på tid. Rostavlägsnandet observerades också över en tidsperiod för att bestämma ett effektivt pH-intervall och H2O2 sammansättningsintervall, Den 3 %-iga Na2SiO3 lösningen var ursprungligen precis under det lägsta värdet för kiselgelens pH-intervall, och rengjorde Zirlo-provbitarna väl. Efter det att de stått över natten nådde lösningarna ett pH på 10,15 och blev gelande. Efter det att de stått i 92 timmar, hade pH nått 10,69 och var fortfarande effektivt på att rengöra och var inte längre gelande.

Den 2.5%-iga Na2SiO3 lösningen hade ursprungligen ett pH på 9,90och blev inte effektiv på att rengöra rosten förrän efter 68 timmar. pH hade ökat till 10,31 och lösningen hade blivit lätt gelande. Efter 184 timmar hade den nått ett pH på 10,82, var inte längre gelande och var inte heller effektiv på att rengöra rosten.

Den 2°/í>-iga NazSiOa lösningen startade pâ ett pH på 9,80 och var inte effektiv på att rengöra rosten förrän den fått stå i 164 timmar. pH var 10,23 och lösningen hade blivit lätt gelande. Denna lösning blev ineffektiv på att rengöra rosten efter 336 timmar och ett pH på 10,69 hade nåtts. Vid denna tidpunkt var lösningen inte längre gelande.

Peroxidmetasiiikatlösningarna innehållande 3% natriummetasilikat användes som bas för ytterligare stabiliseringstester.

Stabilisering av HzOg-Nagäq; lösningar med magnesiumsulfat 533 592 För att ytterligare stabilisera väteperoxid/natriummetasilikatlösningarna tillsattes magnesiumsulfat. Det antogs inom teknikområdet att tillsatsen av magnesiumsulfat till en alkalisk lösning orsakar Mg(OH)2 utfällningar att bildas som samtidigt fäller ut katalytiska tung- eller övergàngsmetaller så som Niz* and Mn”. _;tlg t En lösning som bara innehöll 10 % H2O2 och 3 % Na2SiO3 jämfördes med samma lösning som också innehöll 0,5 % MgSO., Ursprungligen så testades bara 0,5 % MgSO4. En vit kolloid fällning bildades omedelbart när magnesiumsuifaten tillsattes, och en gel bildades inom 24 timmars åldrande. När väl den ursprungligen styva gelen mixades, bröts den ner till en gel som var mjukare och mindre sammanhållande än de geler som bildats i frånvaro av magnesiumsulfat. Den gelade magnesiumsulfatlösningen hade ursprungligen ett pH på 10,0.

Den 0,5 %-iga magnesiumsulfaten var mycket effektiv på att stabilisera väteperoxiden.

Efter det att den lämnats för att stå under 175 timmar (~1 vecka), var 76 % av den ursprungliga H20; koncentrationen fortfarande närvarande i lösningen, och pH hade endast ökat från 10,0 till 10,2. Den åldrade lösningen var också mycket effektiv på att rengöra rost fån Zirlo-provbitarna när provbitarna hade doppats i lösningen vid omgivande temperatur. Ytterligare lösningar testades därför vid längre åldringstider med varierande mängder MgSO4 i området från 0,2 % till 1 % med stegvis ökning på 0,2 % baserat på den totala vikten på lösningen.

MqSOå koncentration som krävs för stabiliserinq Livstidstester utfördes på dessa lösningar. l alla fallen skakades lösningarna initialt under minuter med en magnetisk omrörare för att undvika den ursprungliga styva gelbildningen efter tillsats av MgSO4. Utan magnesium, bröts H2O2 snabbt ner, med motsvarande höjning av pH. Generellt, så allt eftersom magnesiumkoncentrationen ökade, så sjönk hastigheten för H20; nedbrytning. För den 1 “lo-ige MgSO., lösningen, var 75% av peroxlden fortfarande närvarande efter 500 timmar och pH hade höjts med bara 0,2 enheter.

De fysiska egenskaperna hos lösningarna varierade avsevärt under åldrandet, beroende på mängden av magnesiumsulfat som tillsatts. För 0,2 % och 0,4 % MgSO., lösningar var ingen av lösningarna effektiv på att rengöra rost från början. Emellertid så bildade båda en gel bara efter en dag, och var mycket effektiv på att avlägsna rost när väl en gel hade bildats. Lösningarna som innehöll 0,6 %, 0,8 %, och 1 % lVlgSO4 bildade inte en gel, endast den initiala kolloida vita utfällningen. Dessa sista lösningar var omedelbart 532 592 effektiva på att rengöra rosten, också i frånvaro av kiselgel och förblev så under återstoden av testet.

Bra initialt och långsiktigt rostavlägsnande utan gelbildning uppnåddes med 0,5 % MgSO4. Alla koncentrationerna från 0,2 % till 1,0 % producerade ungefär likvärdig rostavlägsnande även efter att ha fått stå upp till 50 timmar.

Utfällninqshastiqhet för maqnesiumutfällninqar från MqSOé lösningar En potentiell oro vid användningen av magnesiumsulfat vid koncentrationer över 0,4 % var att en vit fällning fälldes ut svagt när lösningen tilläts stå. Studier utfördes därför för att bestämma utfällningshastigheterna i lösningar innehållande en rad magnesiumsulfatkoncentrationer. För dessa tester skakades lösningarna tills de var synbart homogena. Lösningarna hälldes i en graderad måtcylinder och volymen på utfällningen mättes över tiden.

Det initiala fällningsmönstret i nyblandade lösningar med 10% H2O2, 3% NazSiOß, (ich varierande mängder av MgSO4 observerades. Med låga magnesiumnivâer, fälldes fällningen ut snabbt. Till exempel, inom 10 minuter hade det 0,2 %-iga MgSO., provets fällning fällts ut till 20 % av den ursprungliga prowolymen. För MgSO., koncentrationer på 0,8 % och högre, även om mängden Nlg(OH)2 som bildades var större, så skedde utfällningen väldigt långsamt, vilket antydde att även om en synlig gel inte hade bildats, hade polymerisering av lösningsfasen skett och kolloiden var stabil. Dessa högre koncentrationer fungerade också mycket bra initialt på att avlägsna rost när Zirlo-provbitar doppades i lösningarna.

Lösningarna med låga magnesiumkoncentrationer uppförde sig avsevärt annorlunda efter det att de åldrats under 24 timmar. Resultaten för 0,8%, och 1,0% MgSO., var huvudsakligen oförändrad. Emellertid, efter 24 timmar hade lösningarna innehållande 0,2% och 0,4% MgSO., gelat. Lösningarna skakades igen och uppvisade initialt en liten mängd fällning (runt 5 %). Emellertid, efter 10 minuter hade båda utvidgat sig igen och bildade en stabil gel som helt och hållet fyller upp behållaren. Förändringar hade också skett i det 0,6 %-iga provet , som endast uppvisade 7 % utfällning på 1000 sekunderi jämförelse med 40 % då den var nygjord.

Vid längre âldringstider (168 timmar) förändrades resultaten för de lägre magnesiumproverna. De 0,2 %-iga och 0,4%-ige uppvisade inte längre expansionen, utan fälldes ut till 25-30 % vid 1000 sekunder; det 0,6 %~iga MgSO4 provet kompakterade med % på 1000 sekunder. De 0,8 %-iga och 1,0 %-iga proverna var huvudsakligen oförändrade; där var en långsam utfällning, inte större än 10 % på ungefär 20 minuter. 532 55E 'll Utvecklingen av lösningsfasens kolloider verkade vara en metod som inte nödvändigtvis var synlig för det nakna ögat. Även om de 0,8 %-iga och 1,0 %-iga MgSQj-proverna inte verkade bilda en gel, verkade utfållningsbeteendet indikera att polymerisering kunde ha skett, med stöd av deras långlivade effektivitet att aviägsna rost.

MgíNOga Stabilisering: gelninq och fällning Två lösningar av 10 % HZOQ and 3 % Na2SiO3 tillverkades: resten var vatten. Till en tillsattes 1,0 % vikt MgSO4 och till den andra tillsattes 1,2% vikt Mg(NO3)2 (båda innehöll 0,20% vikt Mga). Dessa lösningar utvarderades i fem kategorier: rostavlägsnande, H20; nedbrytning, pil-stabilitet, utfällningshastighet och gelningsuppförande. Resultaten summeras nedan.

När var och en av lösningarna först blandades bildade båda en tjock gel och bildade sedan en tunn gel efter mild skakning. Lösningarna tilläts stå över natten, båda lösningarna såg likadana ut, gelen sjönk och det fanns en klar lösning på toppen (~2O % volym), med en vit suspension på botten. Efter mixning var lösningarna en tunn gel. Efter tre dagar, blev båda lösningama tunnare och de verkade inte längre vara geler, utan ganska tjocka, mjölkiga lösningar. Båda lösningarna bibehöll denna konsistens under resten av testerna och fällningarna i var och en av lösningarna sjönk inte till mindre än 70 % volym.

Mq(NO3)» Stabilisering: pH-stabilitet Under en period pà mer än 450 timmar, varierade inte pH på båda lösningarna (nitrat och sulfat) mer än 0,2 pH-punkter från ursprungligt pH.

M_g(NO3)¿ Stabilisering: förmåga att avlägsna rost De två lösningarna uppförde sig väsentligen likartat vid tvättningstester av provbitar.

Testerna utfördes alla på samma sätt under samma tidslängd. Varje Zirlo-provbit doppades i ett etsningsbad (l-lNOß/HF) under två minuter; sköljdes med avjoniserat vatten under 2 minuter; doppades i peroxidlösningen under 2 minuter; och sköljdes sen i avjoniserat vatten igen under 2 minuter. Zirlo-provbitarna kom ur badet rena och skinande för alla testerna utom för det sista testet som utfördes. Det antogs att ett sådant resultat antagligen berodde på att en lågre mängd H20; var närvarande som ett resultat av nedbrytning. Zirlo-provbitarna från det sista testet placerades återigen i badet under ytterligare 15 sekunder, och efter de ytterligare 15 sekunderna var de också rena och blänkande. 5132 59.212 12 Mq(NO¿)¿ Stabilisering: HgOg-stabiliserinq De två lösningarna uppvisade väsentligen samma uppförande med avseende på stabilitet när de tilläts stå under en period upp till 260 timmar. Vid 420 timmar uppvisade Mg(l\l03)2 högre bibehållande av peroxid med 1,5 vikt-%. Således indikerar dessa resultat att Mg(NO3)2 är åtminstone lika bra som peroxidstabilisator som MgSO4.

Medan specifika utföringsformer av uppfinningen har beskrivits i detalj, är det uppenbart för fackmannen inom området att olika modifieringar och alternativ till dessa detaljer skulle kunna utvecklas i ljuset av läran i sin helhet som beskrivits. Således, är de olika uppställningarna som beskrivits avsedda att endast vara illustrativa och inte begränsande när det gäller upptinningens omfång som skall ges fullt uti kraven som är bifogade och alla ekvivalenter av dessa .

Claims (1)

1. 0 15 20 25 532 55232 13 PATENTKRAV 10. 11. . Metod för att avlägsna vidhäftande andra-fasens-partikelavlagringar (AFP) rikhaltiga på niobium från ytan på en etsad zirkonium-niobiumIegering, kännetecknad av att: - på ytan applicera en kemisk komposition innefattande: - alkalisk väteperoxid; - ett metasilikat av en alkalimetall; och - ett magnesiumsalt. Metoden enligt krav 1, vari applioering av den kemiska kompositionen innefattar doppandet av legeringen i ett bad innehållande den kemiska kompositionen. Metoden enligt krav 1, vari väteperoxiden är närvarande i en mängd på 3 till 30 viktprocent baserat pà den totala vikten av kompositionen. Metoden enligt krav i, vari metasilikatet av en alkalimetall är vald från gruppen bestående av natriummetasilikat och kaliummetasilikat. Metoden enligt krav 1, vari metasilikatet av en alkalimetall är natriummetasllíkat. Metoden enligt krav 5 vari natriummetasilikatet är närvarande i en mängd av 2 till 12 viktprocent baserat på totala vikten av kompositionen. Metoden enligt krav 1, vari magnesiumsaltet är närvarande i en mängd av åtminstone 0,04 viktprocent baserat pà totala vikten av kompositionen. Metoden enligt krav 1, vari magnesiumsaltet är valt från gruppen bestående av magnesiumsulfat och magnesiumnitrat. Metoden enligt krav 1, vari magnesiumsaltet är magnesiurnsulfat. Metoden enligt krav 9 vari magnesiumsaltet är närvarande i en mängd av åtminstone 0,2 till 1,0 viktprocent baserat på total vikt av kompositionen. Metoden enligt krav i, vari applicering av den kemiska kompositionen utförs vid omgivningsternperatur. 10 15 20 25 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 5232 552 14 Metoden enligt krav 1, ytterligare innefattande sköljning av legeringen efter applicering av den kemiska kompositionen på ytan av legeringen. Metoden enligt kravet 1, vari den kemiska kompositionen har ett pH från 10,0 till 10,7. Metoden enligt krav 1, vari den kemiska kompositionen är i form av en gel. Kemisk komposition för avlägsnandet av vidhäftande andra-fasans- partikelavlagringar (AFP) rikhaltiga på niobium från en yta av etsad zirkonium- niobiumlegering, kännetecknad av att kompositionen innefattar - alkalisk vàteperoxid; - ett metasilikat av en alkalimetall; och - ett magnesiumsalt vari kompositionen har ett pH från 10,0 till 10,7. Kemisk komposition enligt krav 15, vari väteperoxiden är närvarande i en mängd av 3 till 30 viktprocent baserat på totalvikten av kompositionen. Kemisk komposition enligt krav 15, vari metasilikatet av en alkalimetall är valt från gruppen bestående av natriummetasilikat och kaliummetasilikat. Kemisk komposition enligt krav 17, vari metasilikatet av en alkalimetall är natriummetasilikat. Kemisk komposition enligt krav 18, vari natriummetasilikatet är närvarande i en mängd frán 2 till 12 viktprocent baserat på totalvikten av kompositionen. Kemisk komposition enligt krav 15, vari magnesiumsaltet är närvarande i en mängd av åtminstone 0,04 viktprocent baserat på totalvikten av kompositionen. Kemisk komposition enligt krav 15 vari magnesiumsaltet är valt från gruppen bestående av magnesiumsulfat och magnesiumnitrat. Kemisk komposition enligt krav 21 vari mag nesiumsaltet är magnesiumsulfat. Kemisk komposition enligt krav 22 vari magnesiumsaltet är närvarande i en mängd från 0,2 till 1,0 viktprocent baserat på totalvikten av kompositionen. 532 592 15 24. Kemisk komposition enligt krav 15, vari den kemiska kompositioner: är i form av en gel.