Способ электрохимической дезактивации нержавеющих сталей

 

СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ДЕЗАКТИВАЦИИ НЕРЖАВЕЮЩИХ. СТАЛЕЙ, включамций обработку в азотнокноюм электролите с использованием до1шлт;И тельного перемеп акяцегосп по поверлностн электрода, о т л и ч а ю к; и йс я тем, что, с целью повышения эффективности дезактивации и снижения энергозатрат, обработку ведут пере менш ,м током промышпенной частоты при плотности тока 1-2 А/см, а в качестве азотнокислого электролита используют I-Z У,азотную кислоту.

i—

li

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А В1 ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ Ву

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flQ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 15.08,91. Бюл, Ф 30 (21) 3837409/02 (22) 04,01. 85

{72) Н.И.Ампелогова, Р.S.Áàëóêîí, Л.И.Васильева, Г.A.Çàõàð÷óê, В.В;Морозов, В.И.Пентин, Г.В.Рюмин, H.Н.Смирнов и В.Е.Уланов (53) 621.357.8(088.8) (56) Патент США Р 4193ý83, кл. С 25 F 3/02 t980, Патент Великобритании Р 1142776, кл. C 7 В, 1969.

„,Я0„„326299 А 1 (51) 5 С 25 Р 3/02 (54) (57) СПОСОБ ЗЛККТРОХИМИЧЕСКОЙ

ДЕЗАКТИВЛЦИИ НЕРЖАВЕНМЧИХ. СТАЛЕЙ, включанмции Обработку в аэотнокислом электролите с использованием дополнительного перемещающегося по поверх"-. ности электрода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, чзо, с целью повышения эффектиВHocти дезактивации и сиизкения энергозатрат, обработку ведут переменным током промышленной частоты при плотности тока 1-2 А/см, а в качестве аэотнокислого электролита используют 1-2 м,азотную кислоту.

1262997

И: ;pere>me относится к электрохимической обработке и может быть использовано н атомной технике при дезактивации оборудования нз нержавеющей стали, загрязненного радиоактивными веществами.

Цель изобретения — повышение эффективности дезактивации и снижение энергозатрат, Положительный эффект .достигается тем, что обработку ведут переменным током частотой 50 Гц при плотнос" ти тока 1-2 А/см в растворе 1-2 N азотной кислоты.

При плотности тока менее 1 А/см 15 эффектинность дезактивации резко падает,„ а при увеличении плотности тока свыше 2 А/p» происходит рас транлинание поверхности, а эффективность дезактивации практически не изменяется

Пример 1. Проводили сравнительные испытания по дезактивации модельных образцов из аустенитной нержавеющей стали. Радиоактивное загрязнение образцов осуществляли растворами 106 Вл и 210 Ро с объемной актинностью 1,85-2.,7 мБк/л. Пос.ле высыхания активного раствора образцы прогревали при 250 С 2-3 ч. ЗО

Слабофиксированную часть загрязнений удаляли дезактивирующими растворами с помощью капроновых щеток.

Подготовленные таким образом образ" цы подвергали электрохимической дез- З5 активации. Эффективность дезактивации оценивали коэффициентом дезактивации, который определялся в соответствии с ГОСТ 25146-82. Радиометрические измерения проводили на ра- щ диометре КРВП-ЗЛБ.

Электрохимическую дезактивацию проводили двумя способами: известным — электролит 2-8 н. HN0, температура 20-30 С, режим; ток.йостоян- @ о ный, катодная обработка, плотность тока 0,25 А/см предлагаемым— электролит 1-2 н. HN0, температура 22-30 С, режим: переменный ток с частотой 50.Гц, плотность тока 1- щ

2 А/см .

П р и и е р 2. Проводили.лабораЯ торные испытания известного и изобC

Сравнительная эффективность электрохимической дезактивации нержавеющей стали 12Х18Н97 от 106 Ru и 210

Ро (А нач.,/3-бj 10 имп/мин) для изнестного и предлагаемого способов представлена в табл. 1.

Из полученных данных следует, что после 15-20 с обработки по предлагаемому способу эффективность дезактивации в 15-20 раз ньппе, чем при обработке известным способом. Для достижения одинаковых К> при использовании способа по изобретению необходимо затратить количество электричества н 6-10 раз меньше, чем при известном.

В табл.2 показано влияние плотности переменного тока на эффективность электротехнической дезактивации стали 12Х18Н97 от 106 Ru (время обработки — 10 с, концентрацияИЫОэ 2 н., A нач. /3-6/ 10 имп/мин .

Из полученных данных следует, что при повышении плотности тока эффективность дезактивации возрастает, однако увеличение плотности тока более 2 А/см нецелесообразно, так как эфФективность дезактивации возрастает незначительно, а на обрабатываемой поверхности появляются следы растравлинания.

В табл.3 показано влияние режима тока на эффектинность способа дезактивации от 210 Ро (сталь 12К1889Т, электролит 2 н, НЫО, А нач, /36/ 10 имп/мин).

Как видно из табл.3, максимальные коэффициенты дезактивации при хорошем качестве поверхности достигаются только при обработке переменным током.

В табл.4 показано влияние концентрации азотной кислоты на эффективность электрохимической дезактивации стали 12XIBH97 от 106 Ru (время обработки 10 с, плотность тока

1 А/см, А На, =/3-6/ 10 / H).

Из приведенных данных следует, что наибольшая эффективность дезактивации может быть достигнута в интервале концентраций азотной кислоты 1-2 н. Уменьшение концентрации электролита ниже 0,5-1 н. и повышение более 3 н. приводит к снижению эффектинности дезактивации, причем в обоих случаях на обработанной поверхности возникают следы растравлиBBHBBэ ретенного способов дезактивации образцов из стали 12Х18Н97, загрязненных радионуклидами 137 Cs и 144 С1, Таблица

Времн обработки, с

Эффективность дезактивации

1С

Способ атраты элекроэнергии на единицу плоади А c/ñè

Kn/см ) 2,5

Известный электролит

4 н.

НИО, 5,0

37,5

87,5

112 5

Предлагаемый

1,5 н.

НЯО

130+400

600+1000

f 10+20

30s40

Плотность тока А/см О, 2 О р б 1, 0 2, 0 3 ° О

30 4 бО+20 130+20 400+DO 430450

ТаблицаЗ Состояние поверхности

3 - 4

10 9 1 1 Темная, следы рас20 25+5 травливания

Постоннный анодная обработка

=1,5 Л/см"

30 50 10

3 1 покрытых плотной оксндной пленкой, (А нач. /1,2-2,4/ ° 10 имп/мин).

Оксидные пленки на поверхности образцов получали нагреванием при

35М50 C и течение 4-5 ч. Результаты испытаний представлены в табл.5.

Иэ полученных данных следует, что эа одинаковое время обработки эффективность способа дезактивации по

262997 4 изобретению нри удалении плотных онсидных пленок, содержащих 137 Св и

144 Сй со стали 12Х18Н9Т в 8-бО раэ выше, чем известного.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно пЬвысить

- эффективность дезактивации оборудо-. вании иэ нераавекицей стали и снизить энергоэатраты.

50 215

80 «+ 20

280<25

400 150

1262997

Продолжение табл. 3

3 (4

10 3 0,5

20 1И 2 Блестящая

30 2015

10 14+2

20 3515 Блестящая

30 85м15

Таблица 4

Концентрация азотной кислоты, н.

1,0 2,0 3,0 4,0

Эффективность дезактивации, К

100<10 200 10 . 130+20 1ООЙ15 85 и 10

Таблица 5

Способ дезактивации Эффективность дезактивации (К„)

sa время обработки,.с

20 30

10 60 360

Известный (плотность тока 0,25 А/см, 8 н, HNO ) 1,4>0, 11 7 + О, 1

Известный (плотность тока 0,25 А/см, 2 н. HNO ) 1,4 0,2 1,8 0,2 2,1+0,3 3,5* 0,5 50 5

35 7

45+8 2001 60

Тираж 396 Подписное

ВИИИПИ Заказ 3438

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Постоянный катодная обработка 1,5 А/см

Переменный.*

1,5 А/см (частота

50 Гц) Предлагаемый (плотность тока 1„5 А/см

2 н. HNO ) 12 2

2,0+0,2 3,0 i 0,3 11 и 2