SU953428A1

SU953428A1 - Method of cleaning stainless steel heating surfaces from metal oxide deposits

Info

Publication number: SU953428A1
Application number: SU802965379A
Authority: SU
Inventors: Всеволод Павлинович Гольцев; Анатолий Яковлевич Каменев; Александр Валентинович Патокин; Егор Егорович Федюшин
Original assignee: Институт ядерной энергетики АН БССР
Priority date: 1980-07-16
Filing date: 1980-07-16
Publication date: 1982-08-23

Description

Изобретение относится к очистке металлических поверхностей от окалины и окисных отложений, а именно к способам очистки поверхностей нагрева от металлоокисных (хромоокисных, железоокисных, никельокисных и др.) отложений, и может быть использовано в ядерной энергетике и др. промышленностях. 'The invention relates to the cleaning of metal surfaces from scale and oxide deposits, and in particular to methods for cleaning heating surfaces from metal oxide (chromium oxide, iron oxide, nickel oxide, etc.) deposits, and can be used in nuclear energy and other industries. ''

Известен способ очистки поверх- ₎₀ностей нагрева от окалины путем обработки их восстановителем, окислителем до полного разрыхления окалины и последующей промывки кислотным травителем. _о 15Known surface cleaning _{method) 0} NOSTA heating descaled by treatment with a reducing agent, an oxidizing agent to the full scale loosening and subsequent washing with an acidic etchant. _about 15

Обработка ведется при 510*677 С, в качестве восстановителя используют HgCO, генераторный или крекинггаз, в качестве окислителя - смесь, содержащую 1-15% кислорода, водяной 20 пар и азот £ 1].Processing is carried out at 510 * 677 C, HgCO, generator or cracking gas are used as a reducing agent, and a mixture containing 1-15% oxygen, 20 steam water and £ 1 nitrogen is used as an oxidizing agent.

Недостатком этого способа являет- . ся использование кислотных травителей, вызывающих коррозию внутриреак- , торных деталей, а также его длительность и недостаточная эффективность по отношению к железоокисным отложениям, образующихся на элементах АЭС, использующих четырехокись азота в качестве теплоносителя и рабочего тела.The disadvantage of this method is. The use of acid etchers, which cause corrosion of internal reactor parts, as well as its duration and lack of effectiveness in relation to iron oxide deposits formed on elements of nuclear power plants using nitrogen tetroxide as a heat carrier and working medium.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки поверхностей нагрева из нержавеющих сталей от металлоокисных отложений и снижение коррозии.The aim of the invention is to increase the efficiency of cleaning heating surfaces of stainless steels from metal oxide deposits and reduce corrosion.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве окислителя используют газообразную четырехокись азота при 20-200°С, а промывку осуществляют водой.The goal is achieved in that gaseous nitrogen dioxide is used as an oxidizing agent at 20-200 ° C, and washing is carried out with water.

Удаление металлоокисных отложений с поверхности нержавеющих сталей является более сложным, так как продукты окисления нержавеющих'сталей являются химически более стойкими, чем окалины черных сталей. Этим объясняется более высокая коррозийная стойкость нержавеющих сталей, по сравнению с черными, в окислительных средах. Продукты коррозии, образующиеся в щелях и зазорах или в стесненных участках, приводят к возникновению расклинивающего эффекта, достаточного для разрушения металла. Этот эффект тем больше, чем больше отношение объема образовавшихся продуктов взаимодействия к прореагировавшему металлу. При взаимодействии четырехокиси азота (Ν2.Ο4) с нержавеющими сталями при 20-200°С происходит образование солеподобных веществ, нитратополеплексов, твердых кристаллических веществ, растворимых в воде, в 4-5 раз превосходящих объем обычных, например тетранитроферрат окис-, лов нитрозония (NCT*') [Fe . При достижении 200°С указанные продукты плавятся и разлагаются на окислы.The removal of metal oxide deposits from the surface of stainless steels is more difficult, since the oxidation products of stainless steels are chemically more stable than the scale of black steels. This explains the higher corrosion resistance of stainless steels, compared with black, in oxidizing environments. Corrosion products formed in crevices and gaps or in cramped areas lead to a wedging effect sufficient to destroy the metal. This effect is greater, the greater is the ratio of the volume of the formed interaction products to the reacted metal. The interaction of nitrogen tetroxide (Ν2.Ο4) with stainless steels at 20-200 ° С leads to the formation of salt-like substances, nitrate polyplexes, solid crystalline substances, soluble in water, 4-5 times the volume of ordinary ones, e.g. tetranitroferrate oxides, nitrosonium oxides ( NCT * ') [Fe. Upon reaching 200 ° C, these products melt and decompose into oxides.

Такой характер продуктов коррозии в делает возможным усиление химического воздействия П^Од с железом, никелем в низкотемпературной области 20-200°С с максимумом при 13016Ο°Ο и минимумами при 20 г- 200°С. Сущность изобретения заключается в следующем.This nature of the corrosion products makes it possible to enhance the chemical effect of P ^ Au with iron and nickel in the low-temperature region of 20-200 ° C with a maximum at 13016 ° Ο and minima at 20 g - 200 ° C. The invention consists in the following.

Использовано комплексное механохимическое воздействие на отложения, включающее частичное восстановление активирование наносных окисных отложений газообразным восстановителем, с последующим окислением технически чис* той газообразной Ν^_θ4 ^ПР^И 20-200°С ₃₅ и заключительной промывкой котловой водой. Процесс повторяют до полного удаления отложений. В процессе обработки поверхностей нагрева восстановителем происходит активация отложений ₄θ на поверхности, в углублениях, порах ,¾ микротрещинах, причем восстановленные продукты остаются в щелях и трещинах. При воздействии происходит твердофазная реакция с образованием кристаллических продуктов, объем которых значительно превышает объем восстановленных, вследствие чего образуются высокие напряжения в наносах, приводящие к механическому их скалыванию, . измельчению, расширению сети трещин. Последующая промывка водой приводит к растворению кристаллов нитрокомплексов, проникновению воды по трещинам и порам, что способствует более пол- ному удалению отколовшихся частиц отложений и их удалению с потоком воды. Затем очищаемый аппарат просушивают горячим воздухом, продуктами сгорания газа или нефтепродуктов и процесс мо>жет быть повторен, если степень удаления отложений недостаточна.A complex mechanochemical effect on deposits was used, including partial reduction of activation of deposited oxide deposits with a gaseous reducing agent, followed by oxidation of a technically pure gaseous Ν ^ _θ4 ^П Р ^И 20-200 ° С ₃₅ and final washing with boiler water. The process is repeated until complete removal of deposits. In the process of processing heating surfaces with a reducing agent, ₄ θ deposits are activated on the surface, in recesses, pores, and ¾ microcracks, and the reduced products remain in crevices and cracks. Upon exposure, a solid-phase reaction occurs with the formation of crystalline products, the volume of which significantly exceeds the volume of reduced products, as a result of which high stresses are formed in sediments, leading to their mechanical cleavage,. grinding, expanding the network of cracks. Subsequent washing with water leads to the dissolution of crystals of nitro-complexes, the penetration of water through cracks and pores, which contributes to a more complete removal of breakaway particles of sediments and their removal with a stream of water. Then the apparatus to be cleaned is dried with hot air, gas or oil products combustion products, and the process can be repeated if the degree of sediment removal is insufficient.

Пример удаления металлоокисных отложений, образовавшихся в процессе работы на поверхностях теплообменника АЭС, использующей диссоциирующий теплоноситель на основе N^0^.An example of the removal of metal oxide deposits formed during operation on the surfaces of a nuclear power plant heat exchanger using a dissociating heat carrier based on N ^ 0 ^.

После остановки АЭС на профилактическое техобслуживание через.очищенный контур теплообменника прокачивается восстановитель - окись углерода при 600 С и 5 атм, затем восстановитель сдувается, контур продувается азотом, вакуумируется и заполняется газообразной технически_рчистой четырехокисью азота при 120 С и 20 атм. Через некоторое время П^Од удаляется в специальные емкости, контур промывается водой. Отделенная окалина собирается при помощи фильтров и отстойников. Через контур для осушения продувается сухой горячий азот, за. тем контур вакуумируется. При необходимости процесс повторяется до пол, ного удаления отложений.After stopping NPP preventive maintenance cherez.ochischenny pumped loop heat exchanger reductant - carbon monoxide at 600 C and 5 atm, and then a reducing agent is blown off, the circuit is purged with nitrogen, evacuated and filled with a gaseous _p technically pure nitrogen tetroxide at 120 C and 20 atm. After some time, P ^ Od is removed into special containers, the circuit is washed with water. Separated scale is collected using filters and sedimentation tanks. Dry hot nitrogen is blown through the drain circuit, per. thereby the circuit is evacuated. If necessary, the process is repeated until complete removal of deposits.

Предлагаемый способ позволит повысить эффективность очистки поверхностей нагрева из нержавеющих сталей, снизить их коррозию, не требует дополнительного сложного оборудования,The proposed method will improve the cleaning efficiency of heating surfaces of stainless steels, reduce their corrosion, does not require additional complex equipment,

Claims

Claim

The method of cleaning surfaces heating stainless steels from metal oxide deposits by sequentially treating them when heated with a reducing agent, an oxidizing agent and washing, characterized in that, in order to increase the cleaning efficiency and reduce corrosion, gaseous nitrogen dioxide is used as an oxidizing agent at a temperature of 20-200 ° C, and washing is carried out with water.