Способ дезактивации металлических поверхностей Советский патент 1984 года по МПК G21F9/28 

СлЭ

СПОСОБ ДЕЗАКТИВАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ путем попеременной обработки окисляющим раствором, и комплексующим реагентом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса дезактивации, снижения скорости коррозии оборудования, исключения образования вторичных отложений, получения совместимых отработанных растворов, пригодных к непосредственному захоронению в глубинные геологические формации, в качестве комплексующего реагента используют 2-10 вес.% раствор динатриевой соли хромотроповой кислоты. (Л

сд

О5

Изобретение относится к области езактивации и может быть испальзоано при удалении радиоактивных оррозионных отложений с поверхности борудования, изготовленного из не- , жавеющих и хромистых сталей.

Для дезактивации первого контура дерных энергетических установок и ъемного оборудования в настоящее ремя широко используется двухван- д ньм метод, основанный на попеременой обработке загрязненных поверхностей в дезактивирующих окисляющих восстанавливающих растворах Cl3. В первом окисляющем растворе Проис- jj ходит разрыхление коррозионной пленки, что облегчает ее растворение во втором растворе. В состав второго восстанавливающего раствора могут входить различные кислоты, комплек- 2о сообразуюище реагенты, ингибиторы коррозии и т.д.

Наиболее близким к предлагаемому является способ безактивации металлических поверхностей путем попере- 25 менной обработки окисляющим раствором и комплексующим реагентом 12. Способ заключается в последовательной обработке изделий растворами:30

Однако при обработке поверхностей оборудования оксалатным раство- 35 ром наблюдается значительная коррозия конструкционных материалов и образование вторичных отложений оксалата двухвалентного железа. В результате снижается, эффективность 40 дезактивации и происходит вывод из рабочего состояния различных частей оборудования. Кроме того, отработанные окисляющие и восстанавливающие растворы при совмещении дают допол- 45 нительные осадки (двуокись марганца, оксалаты металлоидов коррозионного происхождения), что затрудняет переработку и обезвреживание жидких радиоактивных отходов, как методом50 упаривания, т-ак и методом подземного захоронения.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса дезак-. тивации, снижение скорости коррозии 55 оборудования, исключение образования вторичных отложений, получение совместимых отработанных первого и

второго растворов, пригодных к непосредственному захоронению в глубинные геологические, формации.

Эта цель достигается тем, что в качестве комплексующего реагента вместо оксалатного раствора используют 2-10 вес.% раствор динатриевой соли хромотроповой кислоты (с HgOgNaj). Динатриевая соль хромотроповой кислоты - твердое кристаллическое вещество серого цвета, кристаллизуется с двумя молекулами воды, растворяется в воде (140 г на 1 л при 25°С).

При дезактивации раствором с концентрацией динатриевой соли хромотроповой кислоты ниже 2. вес.% коэффициент дезактивации не достигает своего оптимального значения. Увеличение концентрации динатриевой соли хромотроповой кислоты свыше 10 вес.% не приводит к значительному повышению эффективности дезактивации.

Разрыхленная в щелочно-перманганатном растворе коррозионная пленка растворяется, при обработке раствором содержащим динатриевую соль хромотроповой кислоты с образованием растворимых комплексных соединений металлов, входящих в состав радиоактивных отложений. При этом на стальных поверхностях после дезактивации не происходит образования вторичных отложений. Комплексы ионов металлов с динатриевой солью хромотроповой кислоты устойчивы в водных растворах в широком диапазоне значений рН, чтопозволяет совмещать кислые и щелочные отработанные растворы после дезактивации и обезвреживать их без дополнительной подготовки методом подземного захоронения.

Пример 1. Дезактивировались образцы из нержавеющей стали 1Х18Н10Т вьщержанные в условиях первого контура Кольской АЭС.в течение 2 месяцев. Образцы сначала погружались в щелочно-перманганатный раствор состава: 2% КОН + 0,5% МпО при 95С и выдерживались в течение 1,5 ч, затем образцы вьщерживались в 2%-ном растворе динатриевой соли хромотроповой кислоты при в течение 1,5 ч. Такой цикл обработки проводился дважды. Эффективность дезактивации за цикл обработки оценивалась козффи циентами дезактивации по /5 и у-излучениям (К, К,|). Результаты опытов усреднены и представлены в табл.1. Пример 2. Выполняется по примеру 1. Концентрация динатриево соли хромотроповой кислоты в растворе составляет 3%. Для сравнения такие же образцы быпи очищены по прототипу. Результаты опытов усред нены и представлены в табл.1. Пример 3. Выполняется по примеру 1. Концентрация динатриево соли хромотроповой кислоты в раств ре составляет 5%. Результаты опыто усреднены и представлены в табл.1. Пример 4. Выполняется по примеру 1. Концентрация динатриевой соли хромотроповой кислоты в раств ре составляет 10%. Результаты опытов усреднены и представлены в табл. 1. Из приведенных в таблице значений коэффициентов очистки (К а и Ку видно, что эффективность дезактива ции при использовании динатриевой соли хромотроповой кислоты вьше в полтора-два раза по сравнению с прототипом при прочих равных условиях . Проведены испытания коррозионной стойкости на конструкционных материалах редукторов приводов СУЗ Е дезактивирующих растворах динатэиевой соли хромотроповой кислоты. Результаты представлены в табл.2. При дезактивации подшипника марки 7В20610Т, изготовленного из стали 95Х18Ш, по способу-прототипу его поверхность покрьшахгь светло-, зеленым слоем оксалата железа, что приводит к заклиниванию подшипника

Коэффициенты дезактивации образцов из нержавеющей стали, выдержанные в условиях первого контура Кольской АЭС ,в

течение 2 месяцев

2 3

3 (HgCjO.) 5 10

Таблица 1

5,2

5,4

.9,0

10,1 64 На подшипнике, обработанном по предлагаемому способу, не наблюдается появления вторичных отложений и подшипник после дезактивации работает нормально. Как следует из результатов табл.2, корродирующее действие дезактивирующего раствора, которое количественно может бьп-ь охарактеризовано как скорость коррозии, в десять раз меньше при обработке поверхностей раствором динатриевой соли хромотроповой кислоты по сравнению с прототипом при прочих равных услоВИЯХ-. Кроме того на образцах, изготовленных из хромистых сталей.при дезактивации по предлагаемому способу, не образуется вторичных отложений. Таким образом, предлагаемьш способ дезактивации металлических поверхностей от радиоактивных коррозионных отложений обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преиму1цества: увеличивается коэффициент дезактивации поверхности в 1,5-2 раза, снижается скорость коррозии в десять раз, не образуется на стальных поверхностях вторичных отложений, обеспечивается совместимость отработанных щелочноперманганатного раствора и раствора динатриевой соли хромотроповой кислоты, загрязненных радиоактивными изотопами, что позволяет осуществить их подземное захоронение без предварительной подготовки. Коррозия после

Потери в весе за

Скорость коррозии, цикл, г

-20,60

Прототип

Предлагае-2,06 мьш способ

Примечание. Мк/цикл

2,57

Образцы покрьшись светло-зеленым слоем оксалата железа

0,26

Образцы остались без изменения $7301566 поверхности шестерни, изготовленной из стали 1Х13ЕЗ, обработки дезактивирующиют растворами Таблица 2